DE102006009065A1

DE102006009065A1 - Photoelektrischer Schalter

Info

Publication number: DE102006009065A1
Application number: DE102006009065A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Tsukigi; Katsunari Koyama
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2006-11-09
Also published as: US20060192089A1; JP2006238186A; JP4681912B2; US7244917B2

Abstract

Ein Projektionskopf eines photoelektrischen Sensors enthält eine erste Überwachungslichtempfangseinrichtung zum Empfangen eines Teils eines Lichts, das die Lichtprojektionseinrichtung emittiert, und eine Projektionslichtmengensteuereinrichtung zum Ausführen einer Steuerung, dergestalt, daß ein durch die erste Überwachungslichtempfangseinrichtung erhaltenes erstes Überwachungssignal konstant gehalten wird, um die Menge projizierten Lichts der Lichtprojektionseinrichtung auf einem vorbestimmten Wert konstant zu halten. Außerdem ist ein Steuerteil einer Steuerung so ausgelegt, daß er eine Abweichung des Projektionskopfs auf der Basis eines Überwachungssignals erfaßt, das über das Kopfkabel aus der zu überwachenden ersten Überwachungslichtempfangseinrichtung erhalten wird, und so ausgelegt ist, daß er aus der Lichtprojektionseinrichtung projiziertes Licht unterdrückt. Der photoelektrische Schalter des separaten Typs, bei dem der Projektionskopf von der Steuerung getrennt ist, ist so konstruiert, daß die Abweichung des Projektionskopfs auf der Steuerungsseite überwacht werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen photoelektrischen Schalter, der über eine Lichtempfangseinrichtung aus einer Lichtprojektionseinrichtung emittiertes Licht empfangen und durch Vergleichen von aus einer Menge empfangenen Lichts gemessenen Informationen mit einem Schwellenwert eine Meßoperation ausführen kann.
Der photoelektrische Schalter ist ein Sensor, der ein Ziel auf kontaktlose Weise messen kann und wird zum Messen verwendet, gleichgültig, ob das bewegliche Ziel auf einer Produktionslinie in einer Fabrik oder dergleichen vorliegt oder nicht. Normalerweise wird über die Anwesenheit/Abwesenheit des Ziels entschieden, indem man Licht auf eine Trägerroute des Ziels projiziert und dann einen reflektierten Teil oder einen durchgelassenen Teil des Lichts mißt. Der photoelektrische Durchlaßschalter nutzt aus, daß eine Menge von durch den Lichtempfangsteil empfangenen Lichts verändert wird, weil von einem Lichtprojektionsteil projiziertes Licht durch das Objekt abgefangen wird, das einen Objektmeßbereich durchläuft, und kann auf der Basis dieser Änderung über die Anwesenheit des Ziels entscheiden. Der photoelektrische Durchlaßschalter enthält einen Projektionskopf mit einer Lichtprojektionseinrichtung, wie z.B. einer LED (Leuchtdiode) oder dergleichen, und einem Empfangskopf mit der Lichtempfangseinrichtung, wie zum Beispiel einer PD (Photodiode) oder dergleichen. Der Projektionskopf und der Empfangskopf sind einander entgegengesetzt angeordnet und zwischen dem Projektionskopf und dem Empfangskopf wird ein photoelektrischer Sensor gebildet.
In bezug auf die Art des photoelektrischen Schalters gibt es einen Durchlaßtyp, einen Diffus-Reflexionstyp und einen Koaxialregressions-Reflexionstyp. Bei dem Durchlaßtyp sind der Projektionskopf und der Empfangskopf als separate Körper konstruiert. Bei den photoelektrischen Schaltern des Koaxialregressions-Reflexionstyps und des Diffus-Reflexionstyps werden der Projektionskopf und der Empfangskopf dagegen integral konstruiert. Der Integraltyp besitzt die Vorteile, daß die Verlegung der Verdrahtung im Vergleich zu dem separaten Typ vereinfacht ist, und der Koaxialregressions-Reflexionstyp hat den Vorteil, daß eine gemessene Distanz im Vergleich zu dem Diffus-Reflexionstyp länger wird, weil der Sensor und die Reflektorplatte einander entgegengesetzt angeordnet sind und das gemessene Objekt zwischen ihnen anordnen.
Mit Bezug auf die in dem Projektionskopf des photoelektrischen Schalters verwendete Lichtprojektionseinrichtung wurden außerdem Einrichtungen entwickelt, die anstelle von LED LD (Halbleiterlaser) verwenden. Der LD ist in bezug auf optische Eigenschaften der LED überlegen und somit ist eine Lichtquelle des photoelektrischen Sensors, die den LD benutzt, kleiner als die LED. Deshalb kann ein Lichtpunkt verschmälert, die Sichtbarkeit des Punkts verbessert und die Handhabbarkeit bei der Einpaßoperation verbessert werden. Da eine Lichtdichte hoch ist, kann außerdem durch den kleinen Punkt eine große Menge an Licht erhalten werden. Folglich lassen sich derartige Vorteile erreichen, daß die Meßleistung verbessert werden kann und dergleichen.
In der Zwischenzeit sind Sicherheitsmaßnahmen für die den Laserstrahl handhabenden Produkte mit Bezug auf den Ausgangsstrahl gemäß verschiedenen Standards erforderlich. Zum Beispiel werden in "Radiation Safety Measure of the Laser Product", vorgesehen in JIS (japanischer Industriestandard), die Sicherheitsmaßnahmen mit Bezug auf die Ausgabe des Laserstrahls des Laserprodukts klassifiziert und die notwendige Sicherheitsmaßnahme wird in jeder Klasse festgelegt. Auf diese Weise muß bei dem photoelektrischen Sensor mit dem LD der Benutzer gemäß den Sicherheitsstandards prüfen, ob eine Leistung des als das Meßlicht projizierten Laserstrahls auf weniger als einen spezifischen Wert mit Bezug auf das Land oder den Distrikt, den Dienst und die Klasse unterdrückt wird. Außerdem wird eine Menge an emittiertem Licht des Lasers auf weniger als einen vorbestimmten Pegel unterdrückt werden, wenn ein Einzelausfall in der Schaltung auftritt. Als eine Vorsichtsmaßnahme für diesen Zweck kann man betrachten, daß eine Koppeleffizienz des optischen Systems dergestalt vermindert werden sollte, daß, auch wenn die Laserausgabe auf ihr Maximum vergrößert wird, eine Menge an außerhalb des photoelektrischen Sensors emittierten Lichts kleiner als ein spezifizierter Wert in Klasse 1 ist. Gemäß diesem Verfahren entstehen jedoch in dem photoelektrischen Durchlaßsensor einige Probleme, wenn eine Menge an emittiertem Licht im Hinblick auf die Lebensdauer des LD eingestellt wird, dessen ungeachtet ist die Menge an projiziertem Licht bei dem Diffus-Reflexionstyp gering und die Leistungsfähigkeit ist extrem verschlechtert.
Bei dem photoelektrischen Sensor mit dem LD im Stand der Technik ist deshalb eine Schutzschaltung zur Überwachung und Begrenzung einer Menge an Licht des LD auf der Projektionskopfseite vorgesehen. Ein Konfigurationsbeispiel des photoelektrischen Sensors mit der Schutzschaltung ist in einem Blockschaltbild von 22 gezeigt. Der photoelektrische Sensor von 22 ist ein photoelektrischer Sensor des separaten Typs, bei dem eine Steuerung 200D und ein Projektionskopf 400D separat konstruiert sind. Der Projektionskopf 400D enthält einen LD als Lichtprojektionseinrichtung, eine LD-Ansteuerschaltung 960, eine Leistungsregel schaltung 956 und eine Überwachungssignalerzeugungsschaltung 962. Die LD-Ansteuerschaltung 960 steuert den LD an, indem der LD und eine Überwachungs-PD als PD-Überwachungslichtempfangseinrichtung verbunden werden. Die Stromversorgungssteuerschaltung 956 führt der LD-Ansteuerschaltung 960 eine Stromversorgung zu. Die Überwachungssignalerzeugungsschaltung 962 mißt/verstärkt einen Überwachungsstrom der Überwachungslichtempfangseinrichtung. In der Steuerung 200D ist eine LD-Timing-Steuerschaltung 958 zum Aussenden eines Beleuchtungs-Timing-Signals zur Pulsansteuerung des LD vorgesehen. Normalerweise besitzt der LD eine Überwachungslichtempfangseinrichtung, wie zum Beispiel die Überwachungs-PD oder dergleichen, in dem Modul und somit kann eine Menge an emittiertem Licht des LD durch Messen einer Menge an Licht der Überwachungslichtempfangseinrichtung gemessen werden. Deshalb wird eine Rückkopplungsregelung ausgeführt, so daß der LD eine vorbestimmte Ausgabe aufrechterhalten kann, indem eine Menge an emittiertem Licht verstärkt und eine Verstärkung mittels einer APC-Schaltung 955 oder dergleichen eingestellt wird.
(Schutzschaltung)
Zusätzlich enthält der Projektionskopf 400D eine Überwachungssignalpegel-Entscheidungsschaltung 964, eine Überwachungssignalerzeugungsschaltungs-Ausfallentscheidungsschaltung 966, eine DC-Beleuchtungsverhinderungsschaltung 970 oder dergleichen als Schutzschaltung. Die Überwachungssignalpegel-Entscheidungsschaltung 964 entscheidet, ob ein durch die Überwachungssignalerzeugungsschaltung 962 erhaltenes Überwachungssignal einen vorbestimmten Pegel (Schwellenwert) erreicht oder nicht und weist die Leistungsregelschaltung 956 an, eine Leistung zu regeln oder eine Leistung abzuschneiden, wenn das Überwachungssignal den vorbestimmten Wert erreicht. Die Überwachungssignalerzeugungsschaltungs-Ausfallentscheidungsschaltung 966 erfaßt den Ausfall der Überwachungssignalerzeugungsschaltung 962. Die DC-Beleuchtungsverhinderungsschaltung 970 überwacht, ob die Impulsbeleuchtung der Lichtprojektionseinrichtung in die DC-Beleuchtung umgeschaltet ist oder nicht. Ein Beispiel für eine solche Schutzschaltung ist in einem Schaltbild von 23 gezeigt. Der in 23 gezeigte Projektionskopf 400D enthält einen APC-Schaltungsblock 955B, einen Überwachungssignalpegel-Entscheidungsschaltungsblock 964B, einen Überwachungssignalerzeugungsschaltungs-Ausfallentscheidungsschaltungsblock 966B und einen DC-Beleuchtungsverhinderungsschaltungsblock 970B.
(APC-Schaltungsblock 955B)
Der APC-Schaltungsblock 955B schaltet ein LD-Modul 968 EIN/AUS, in dem der LD als die Lichtprojektionseinrichtung und die Überwachungs-PD als LD-Überwachungslichtempfangseinrichtung aufgebaut sind (das Impulssignal). Konkreter schaltet ein Verstärker AMP1 einen Transistor Q2 EIN/AUS. Ein Signal, das durch Spannungsteilung eines Impulssignals erhalten wird, das von einem Impulssignaleingangsanschluß durch einen Widerstand R1 und einen variablen Widerstand (Trimmer) R2 zugeführt wird, wird in den (+)-seitigen (invertierenden) Eingang des Verstärkers AMP1 eingegeben. Außerdem wird der (–)-seitige (nichtinvertierende) Eingang) des Verstärkers AMP1 über einen Kondensator C5 mit einem Ausgang des Verstärkers AMP1 verbunden und mit der Ausgangssignalseite der Überwachungs-PD verbunden, um rückzukoppeln, und ist über einen Widerstand R5 mit Masse verbunden. Die Ausgangssignalseite des Verstärkers AMP1 ist mit einer Basis des Transistors Q2 verbunden. Außerdem ist die Emitterseite des Transistors Q2 über einen Schutzwiderstand R4 mit einer Anode des LD verbunden.
Wenn also das Impulssignal eingegeben wird, wird der Transistor Q2 eingeschaltet, um den LD anzusteuern. Ein Ansteuerspannungsanschluß V_CC ist über einen Transistor Q1 mit der Kollektorseite des Transistors Q2 verbunden. Die Transistoren Q3, Q4, Q5 sind über einen Widertand R3 mit einer Basis des Transistors Q1 verbunden. Alle Transistoren Q1, Q3, Q4, Q5 werden im Normalbetrieb eingeschaltet. Um den LD auszuschalten, wenn eine Abweichung, wie zum Beispiel der Ausfall, auftritt, wird durch Ausschalten des Transistors Q1 eine Stromversorgung für den LD unterbrochen. Um den Transistor Q1 auszuschalten, wird eine Basisseitenspannung Vb des PNP-Bipolartransistors Q1 um –0,6 V oder mehr höher als eine Emitterseitenspannung Ve eingestellt.
(DC-Beleuchtungsverhinderungsschaltungsblock 970B)
Ein Emitter des PNP-Transistors Q3 ist über den Widerstand R3 und einen mit Masse verbundenen Kondensator C1 mit einer Basisseite des Transistors Q1 verbunden, um die DC-Beleuchtungsverhinderungsschaltung 970 zu bilden. Der Impulssignaleingangsanschluß ist mit einer Basisseite des Transistors Q3 verbunden. Wenn das Impulssignal aufgrund irgener Abweichung auf HIGH gehalten wird, wird der LD von Impulsbeleuchtung zu der DC-Beleuchtung überführt. In diesem Fall wird der Transistor Q3 ausgeschaltet, und der Kondensator C1 wird dann in der Richtung von dem Emitter des Transistors Q1 zu der Basis über den Widerstand R3 aufgeladen und die Basisseitenspannung Vb des Transistors Q1 wird um –0,6 V oder mehr höher als die Emitterseitenspannung Ve. Folglich wird der Transistor Q1 ausgeschaltet, um eine V_CC-Versorgung für den LD zu unterbrechen, und somit wird die Ausgabe des LD gestoppt.
(Überwachungssignalpegel-Entscheidungsschaltungsblock 964B)
Der Überwachungssignalpegel-Entscheidungsschaltungsblock 964B ist mit der Seite verbunden, auf der der Widerstand R5 mit der Anode der Überwachungs-PD verbunden ist. In diesem Überwachungssignalpegel-Entscheidungsschaltungsblock 964B ist der Widerstand R5 mit dem (–)-seitigen (invertierenden) Eingang eines Komparators CMP1 verbunden. Der (+)-seitige (nichtinvertierende) Eingang des Komparators CMP1 wird durch einen Widerstand R6 und einen Trimmer R7 spannungsgeteilt und über einen Kondensator C2 mit Masse verbunden. Die Ausgangsseite des Komparators CMP1 wird mit einer Basis des Transistors Q4 verbunden. Der Trimmer R7 wird so eingestellt, daß der Ausgang des Komparators CMP1 im Normalbetrieb eingeschaltet ist. Dieser Überwachungssignalpegel-Entscheidungsschaltungsblock 964B entspricht dem Einzelausfall von Gliedern mit Ausnahme des Widerstands R5. Die Überwachungs-PD des LD erzeugt als Reaktion auf die optische Ausgabe des LD linear einen Überwachungsstrom. Der Überwachungsstrom erzeugt an dem Widerstand R5 als Spannungsabfall eine Überwachungsspannung. Wenn diese Überwachungsspannung einen vorbestimmten Wert übersteigt, der durch eine Spannungsteilung zwischen den Widerständen R6 und R7 definiert wird, wird der Ausgang des Komparators CMP1 ausgeschaltet, um den Transistor Q4 auszuschalten. Die Ladung des Kondensators C1 wird nicht wie oben beim Ausschalten des Transistors Q4 abgezogen, so daß der Transistor Q1 ausgeschaltet wird, um die Versorgung von V_CC zu unterbrechen, und somit wird die Ausgabe des LD zwingend ausgeschaltet.
(Überwachungssignalerzeugungsschaltungs-Ausfallentscheidungsschaltungsblock 966B)
Ferner ist die Ausgangsseite des Verstärkers AMP1 in dem APC-Schaltungsblock 955B mit dem (–)-seitigen (invertierenden) Eingang eines Komparators CMP2 verbunden, wodurch der Überwachungssignalerzeugungsschaltungs-Ausfallentscheidungsschaltungsblock 966B gebildet wird, um auf den Ausfall des Widerstands R5 zu reagieren. Der (+)-seitige (nichtinvertierende) Eingang des Komparators CMP2 wird durch die Widerstände R8, R9 spannungsgeteilt und über einen Kondensator C3 mit Masse verbunden. Außerdem ist ein Ausgang des Komparators CMP2 mit einer Basis des Transistors Q5 verbunden. Auch wenn die Überwachungssignalpegelentscheidungsschaltung 964 aufgrund des Kurzschlußausfalls des Widerstands R5 nicht funktioniert, wird folglich das Ausgangssignal des Verstärkers AMP1 durch den Komparator CMP2 überwacht, so daß der Transistor Q5 ausgeschaltet wird, um eine Stromversorgung für den Transistor Q2 zu unterbrechen, und somit kann die Ausgabe des LD gestoppt werden. Das heißt, wenn der Widerstand R5 durch den Kurzschluß zerstört wird, wird die Überwachungsspannung des APC-Schaltungsblocks 955B immer noch auf 0 V gehalten und deshalb erreicht das Ausgangssignal des Verstärkers AMP1, das auf der Basis der Überwachungsspannung erzeugt wird, die maximale Spannung. Der Komparator CMP2 erfaßt, daß das Ausgangssignal des Verstärkers AMP1 die maximale Spannung aufweist, und schaltet den Transistor Q5 aus. Die Ladung des Kondensators C1 wird nicht wie oben, wenn der Transistor Q5 ausgeschaltet wird, abgezogen, so daß der Transistor Q1 ausgeschaltet wird, und somit wird die Ausgabe des LD zwangsmäßig ausgeschaltet.
In diesem Fall werden die Ausgangsseiten der Komparatoren CMP1, CMP2 mit einem Widerstand R11 und einem Kondensator C6 bzw. einem Widerstand R12 und einem Kondensator C7 verbunden. Somit wird der AUS-Zustand aufrechterhalten, während der zu einem Zeitpunkt der Abweichung erzeugte Spannungswert für eine vorbestimmte Zeit durch die Kondensatoren gehalten wird.

Da die zur Erfüllung des Sicherheitsstandards erforderliche Steuerung auf der Projektionskopfseite ausgeführt wird, müssen wie oben beschrieben in dem photoelektrischen Sensor mit dem LD im Stand der Technik verschiedene Schutzschaltungen für den Projektionskopf vorgesehen werden. Folglich gab es Probleme, wie zum Beispiel die Anzahl der Artikel wird vergrößert, eine Schaltungskonfiguration wird kompliziert und die Größe des Projektionskopfs nimmt zu. Der photoelektrische Sensor im Stand der Technik entsprach deshalb nicht den Anforderungen an eine weitere größere Reduktion des neueren photoelektrischen Sensors (zum Beispiel JP-A-2003-086830).

Die vorliegende Erfindung soll dieses Problem lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines photoelektrischen Sensors, der eine Größenreduktion realisieren kann, während Sicherheitsmaßnahmen für einen photoelektrischen Sensor mit einem Laser getroffen werden. Insbesondere sollte ein solcher photoelektrischer Sensor Sicherheitsstandards erfüllen.

Um das obige Ziel zu erreichen, enthält ein photoelektrischer Schalter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Projektionskopf mit einer Lichtprojektionseinrichtung zum Projizieren von Licht auf einen Meßbereich; eine Steuerung mit einem separat von dem Projektionskopf vorgesehenen Steuerteil zur Steuerung von aus der Lichtprojektionseinrichtung projiziertem Licht und zum Ausführen einer Meßoperation auf der Basis von Meßinformationen einer Lichtempfangseinrichtung, die Licht von dem Meßbereich der Lichtprojektionseinrichtung empfängt; und ein Kopfkabel zum elektrischen Verbinden des Projektionskopfs und der Steuerung; wobei der Projektionskopf eine erste Überwachungslichtempfangseinrichtung zum Empfangen eines Teils des von der Lichtprojektionseinrichtung emittierten Lichts, und eine Projektionslichtmengensteuereinrichtung zum Ausführen einer Steuerung, dergestalt, daß ein erstes, von der ersten Überwachungslichtempfangseinrichtung erhaltenes Überwachungssignal konstant gehalten wird, um eine Menge an projiziertem Licht der Lichtprojektionseinrichtung auf einem vorbestimmten Wert zu halten, enthält, und wobei der Steuerteil der Steuerung so ausgelegt ist, daß er eine Abweichung des Projektionskopfs auf der Basis eines Überwachungssignals mißt, das über das Kopfkabel aus der ersten zu überwachenden Überwachungslichtempfangseinrichtung erhalten wird, und so ausgelegt ist, daß er aus der Lichtprojektionseinrichtung projiziertes Licht unterdrückt. Gemäß dieser Konfiguration wird der photoelektrische Schalter des separaten Typs, bei dem der Projektionskopf von der Steuerung getrennt ist, so konstruiert, daß die Abweichung des Projektionskopfs auf der Steuerungsseite überwacht werden kann. Deshalb kann die Anzahl der auf der Projektionskopfseite vorgesehenen Glieder verringert werden und es kann eine Größenreduktion des Kopfs erzielt werden, während Sicherheit aufrechterhalten wird.

Bei einem photoelektrischen Schalter gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Projektionskopf ferner eine Lichtprojektionseinrichtungsansteuerschaltung zum Ansteuern der Lichtprojektionseinrichtung, der ersten Überwachungslichtempfangseinrichtung und der Projektionslichtmengensteuereinrichtung und eine Überwachungssignalerzeugungsschaltung zum Erzeugen eines Überwachungssignals auf der Basis eines Signals, das durch die erste Überwachungslichtempfangseinrichtung gemessen wird, und wobei die Steuerung ferner eine Überwachungssignalmeßschaltung zum Messen des durch die Überwachungssignalerzeugungsschaltung erzeugten Überwachungssignals über das Kopfkabel, eine Abweichungsentscheidungsschaltung zur Bestimmung einer Abweichung des Projektionskopfs auf der Basis von durch die Überwachungssignalmeßschaltung erhaltenen Informationen, eine Stromversorgungssteuerschaltung zum Zuführen einer Stromversorgung zu dem Projektionskopf und eine Timing-Steuerschaltung zum Steuern eines Timing dergestalt, daß die Stromversorgungssteuerschaltung der Lichtprojektionseinrichtungsansteuerschaltung eine Impulsleistung zuführt, enthält. Gemäß dieser Spezifikation kann die Abweichung des Projektionskopfs auf der Steuerungsseite auf der Basis des Überwachungssignals überwacht werden. Deshalb kann die Anzahl der auf der Projektionskopfseite vorgesehenen Glieder verringert werden und es läßt sich eine Größenreduktion des Kopfes erzielen, während die Sicherheit aufrechterhalten wird.

Außerdem enthält bei dem dritten photoelektrischen Schalter der vorliegenden Erfindung der Projektionskopf ferner eine zweite Überwachungslichtempfangseinrichtung zum Empfangen eines Teils des von der Lichtprojektionseinrichtung emittierten Lichts, wobei die Projektionslichtmengensteuereinrichtung des Projektionskopfs so ausgelegt ist, daß sie eine Abweichung des Projektionskopfs auf der Basis eines aus der ersten Überwachungslichtempfangseinrichtung erhaltenen Überwachungssignals erfaßt, und so ausgelegt ist, daß sie von der Lichtprojektionseinrichtung projiziertes Licht unterdrückt, und wobei der Steuerteil der Steuerung so ausgelegt ist, daß er eine Abweichung des Projektionskopfs auf der Basis eines Überwachungssignals erfaßt, das über das Kopfkabel aus der zweiten zu überwachenden Überwachungslichtempfangseinrichtung erhalten wird, und so ausgelegt ist, daß er von der Lichtprojektionseinrichtung projiziertes Licht unterdrückt. Gemäß dieser Konfiguration werden in einer Vielzahl zwei Überwachungslichtempfangseinrichtungen für den Projektionskopf vorgesehen und es kann eine Doppelsteuerung realisiert werden, dergestalt, daß auf der Projektionskopfseite eine Rückkopplungssteuerung ausgeführt wird, indem eine Überwachungslichtempfangseinrichtung verwendet wird, und die Abweichungsüberwachung des Projektionskopfs wird auf der Steuerungsseite ausgeführt, indem die andere Überwachungslichtempfangseinrichtung verwendet wird. Deshalb kann der photoelektrische Schalter mit hoher Zuverlässigkeit verwendet werden, während durch Verringerung der auf der Projektionskopfseite vorgesehenen Glieder eine Größenreduktion des Sensorkopfs erzielt wird. Die Steuerung erfaßt die Abweichung des Projektionskopfs durch Überwachen des durch die zweite Überwachungslichtempfangseinrichtung erhaltenen Überwachungssignals über das Kopfkabel und unterdrückt oder stoppt dann die Lichtprojektion, wenn die Abweichung verursacht wird. Folglich kann die Doppelrückkopplung mit der Fähigkeit zur Überwachung der Abweichung der Lichtprojektionseinrichtung sowohl durch den Projektionskopf als auch die Steuerung realisiert werden.

Außerdem enthält bei einem photoelektrischen Schalter gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Projektionskopf ferner einen Überwachungssignalanfangswerthalteteil zum Halten eines Anfangswerts des aus der Überwachungslichtempfangseinrichtung erhaltenen Überwachungssignals. Da normalerweise die Überwachungslichtempfangseinrichtung eine große Schwankung des Überwachungsstroms aufweist, muß eine Verstärkung durch den Trimmer oder dergleichen für jeden Projektionskopf eingestellt werden, so daß das einer Referenzgröße projizierten Lichts entsprechende Überwachungssignal konstant gehalten werden kann. Da der Anfangswert des Überwachungssignals in dem Projektionskopf gespeichert wird, kann dagegen die entsprechende Abweichungsentscheidung auf der Steuerungsseite als Reaktion auf den angeschlossenen Projektionskopf ohne die schwierige Trimmereinstellung oder dergleichen ausgeführt werden.

Außerdem enthält bei einem photoelektrischen Schalter gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Projektionskopf ferner eine DC-Beleuchtungsmeßschaltung zum Messen einer kontinuierlichen Beleuchtung der Lichtprojektionseinrichtung zur Steuerung einer Beleuchtung der Lichtprojektionseinrichtung.. Gemäß dieser Konfiguration wird der Beleuchtungszustand der Lichtprojektionseinrichtung durch die DC-Beleuchtungsmeßschaltung überwacht, und dann wird ein Prozeß des Ausschaltens der Lichtprojektionseinrichtung oder dergleichen ausgeführt, wenn die DC-Beleuchtungsmeßschaltung erfaßt, daß die Impulsbeleuchtung aus irgendeinem Grund in die DC-Beleuchtung überführt wird. Deshalb kann die Sicherheit sichergestellt werden.

Außerdem enthält bei einem photoelektrischen Schalter gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Kopfkabel eine Stromversorgungsleitung zum Zuführen einer Stromversorgung zur Ansteuerung der Lichtprojektionseinrichtung, eine Befehlsleitung zum Anweisen einer Projektion und einer Unterdrückung der Lichtprojektionseinrichtung und eine GND-Leitung. Gemäß dieser Konfiguration wird die Lichtprojektionseinrichtung eingeschaltet, wenn der Befehl aus der Befehlsleitung ausgegeben wird, während das Signal ausgeschaltet wird, wenn eine Abweichung des Projektionskopfs auf der Steuerungsseite oder dergleichen erfaßt wird, um die Projektion zu unterdrücken. Deshalb sind die Projektionsbefehlsleitung und die Projektionsunterdrückungsbefehlsleitung uniformalisiert und die Anzahl der Signalleitungen des Kopfkabels kann verringert werden und diese Konfiguration kann zu einer Größenreduktion des Projektionskopfs beitragen.

Außerdem enthält bei einem photoelektrischen Schalter gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Kopfkabel eine Signalstromversorgungsleitung zum Aussenden einer Stromversorgung zur Ansteuerung der Lichtprojektionseinrichtung mit einem Timing, mit dem die Lichtprojektionseinrichtung das Licht projiziert, und eine GND-Leitung. Gemäß dieser Konfiguration können, da die über die Stromversorgungsleitung zugeführte Stromversorgung im Impulsverfahren ausgesendet und die Stromversorgung nur dann zugeführt wird, wenn die Lichtprojektionseinrichtung eingeschaltet ist, die Befehlsleitung und die Stromversorgungsleitung gemeinsam benutzt werden. Deshalb kann die Anzahl der Signalleitungen weiter verringert und eine Verdrahtungsersparnis erzielt werden.

Außerdem enthält bei einem photoelektrischen Schalter gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Projektionskopf ferner eine Schlitzplatte, die so angeordnet ist, daß sie einer Lichtemissionsoberfläche der Lichtprojektionseinrichtung zugewandt ist, und in der mehrere Schlitzlöcher jeweils mit einem verschiedenen Innendurchmesser geöffnet werden, und ein Schlitzumschaltteil zum Umschalten einer Position der Schlitzplatte dergestalt, daß ein beliebiges der mehreren Schlitzlöcher der Schlitzplatte der Lichtemissionsoberfläche der Lichtprojektionseinrichtung zugewandt ist, wodurch ein Punktdurchmesser der Lichtprojektionseinrichtung auf eine gewünschte Größe beschränkt wird, wenn der Schlitzumschaltteil Positionen der Schlitzlöcher der Schlitzplatte dergestalt einstellt, daß ein Schlitzloch der Lichtemissionsoberfläche der Lichtprojektions einrichtung zugewandt ist, und die Steuerung so konstruiert ist, daß sie die Position der Schlitzplatte des Projektionskopfs mißt. In dem Projektionskopf, der einen Strahlungspunktdurchmesser durch Verwendung der Schlitzplatte variiert, wird, da eine Menge an emittiertem Licht durch Umschalten des Schlitzlochs geändert wird, ein Referenzwert des zum Erfassen eines Einzelausfalls verwendeten Überwachungssignals auch verändert. In diesem Fall kann ein solcher Referenzwert in einen Referenzwert für ein entsprechendes Kriterium als Reaktion auf den gewählten Punktdurchmesser verwandelt werden, indem eine Position der Schlitzplatte des Projektionskopfs auf der Steuerungsseite gemessen wird.

Außerdem enthält bei einem photoelektrischen Schalter gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Steuerung ferner einen Abweichungsausgabeteil zum Informieren über eine Abweichung, wenn der Abweichungsausgabeteil die Abweichung des Projektionskopfs erfaßt. Gemäß dieser Konfiguration können auf der Steuerungsseite Fehlerinformationen ausgegeben werden.

Außerdem steuert bei einem photoelektrischen Schalter gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Steuerteil der Steuerung die Stromversorgungssteuerschaltung, um das aus der Lichtprojektionseinrichtung projizierte Licht zu stoppen, wenn der Steuerteil die Abweichung des Projektionskopfs erfaßt. Gemäß dieser Konfiguration kann eine Lichtprojektion auf der Steuerungsseite gestoppt werden, wenn die Abweichung auftritt.

Außerdem enthält ein photoelektrischer Schalter gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner einen Empfangskopf mit der Lichtempfangseinrichtung.

Ferner enthält ein photoelektrischer Schalter gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Projektionskopf mit einem Halbleiterlaser als eine Lichtprojektionseinrichtung, der so ausgelegt ist, daß er ein Meßlicht in Richtung eines Meßbereichs projiziert; einen Empfangskopf mit einer Lichtempfangseinrichtung zum Empfangen eines Lichts aus dem Meßbereich der Lichtprojektionseinrichtung; eine Steuerung mit einem separat von dem Projektionskopf vorgesehenen Steuerteil zur Steuerung eines aus der Lichtprojektionseinrichtung projizierten Lichts und außerdem zur Ausführung einer Meßoperation auf der Basis einer Menge an empfangenem Licht der Lichtempfangseinrichtung; und ein Kopfkabel zum elektrischen Verbinden des Projektionskopfs und der Steuerung; wobei der Projektionskopf eine erste Überwachungslichtempfangseinrichtung zum Empfangen eines Teils des Lichts, das die Lichtprojektionseinrichtung emittiert, und eine Projektionslichtmengensteuereinrichtung zum Ausführen einer Steuerung, dergestalt, daß ein durch die erste Überwachungslichtempfangseinrichtung erhaltenes erstes Überwachungssignal konstant gehalten wird, um eine Menge an projiziertem Licht der Lichtprojektionseinrichtung auf einem vorbestimmten Wert zu halten, enthält, und wobei der Steuerteil der Steuerung eine Abweichung des Projektionskopfs auf der Basis eines Überwachungssignals erfaßt, das über das Kopfkabel aus der ersten zu überwachenden Überwachungslichtempfangseinrichtung erhalten wird, und ein aus der Lichtprojektionseinrichtung projiziertes Licht unterdrückt. Gemäß dieser Konfiguration ist der photoelektrische Schalter des separaten Typs, bei dem der Projektionskopf von der Steuerung getrennt ist, so konstruiert, daß die Abweichung des Projektionskopfs auf der Steuerungsseite überwacht werden kann. Deshalb kann die Anzahl der auf der Projektionskopfseite vorgesehenen Glieder verringert werden und es läßt sich eine Größenreduktion des Kopfes unter Aufrechterhaltung der Sicherheit erzielen.

Gemäß dem photoelektrischen Schalter der vorliegenden Erfindung läßt sich eine Reduktion der Größe des Sensorkopfs erzielen, während es möglich wird, einen Einzelausfall des photoelektrischen Schalters mit der Lichtprojektionseinrichtung, wie zum Beispiel dem LD oder dergleichen, zu messen/steuern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften nichteinschränkenden photoelektrischen Durchlaßsensors, auf den die vorliegende Erfindung angewandt werden kann.
1B ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften nichteinschränkenden photoelektrischen Reflexionssensors, auf den die vorliegende Erfindung angewandt werden kann.
1C ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften nichteinschränkenden Konfiguration, auf die die vorliegende Erfindung angewandt werden kann, wobei eine Steuerung und ein Empfangskopf des photoelektrischen Durchlaßsensors integriert sind.
2 ist ein Blockschaltbild eines photoelektrischen Schalters gemäß einer beispielhaften, nichteinschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels, bei dem eine Überwachungs-PD auf der Rückseite eines LD angeordnet ist.
4 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels, bei dem eine Überwachungs-PD auf der Vorderseite bzw. der Rückseite des LD angeordnet ist.
5 ist ein Blockschaltbild einer beispielhaften, nichteinschränkenden Konfiguration eines photoelektrischen Sensors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer 5 entsprechenden Projektionskopfschaltung.
7 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform einer konkreteren Schaltung des Projektionskopfs von 6.
8 ist ein Flußdiagramm von Prozeduren, die angewandt werden, wenn die Steuerung eine Abweichung erfaßt, indem ein Überwachungsstrom mit einem Normalschwellenwert verglichen wird.
9 ist eine schematische Ansicht einer Konfiguration, bei der ein Schalter SW parallel mit dem LD angeordnet ist, um Lichtprojektion zu unterdrücken.
10 ist eine schematische Ansicht eines konfigurativen Beispiels, bei dem ein Projektionsbefehl zum Einschalten einer Lichtprojektionseinrichtung und ein Projektionsunterdrückungsbefehl zum Ausschalten der Lichtprojektionseinrichtung durch eine Umschaltung realisiert werden.
11 ist eine schematische Ansicht eines konfigurativen Beispiels, bei dem eine Stromversorgungsleitung und eine Signalleitung für den Projektionsbefehl und einen Projekionsunterdrückungsbefehl gemeinsam benutzt werden.
12 ist ein Graph von Signalformmustern eines Impulseingangssignals V₁, V₂, V_mon in einem normalen Betrieb des Projektionskopfs.
13 ist ein Graph von Signalformmustern des Impulseingangssignals V₂, V_mon, wenn eine Abweichung in Elementen mit Ausnahme eines Leistungseinstelltrimmer R6 auftritt.
14 ist ein Graph von Signalformmustern des Impulseingangssignals V₁, V₂, V_mon, wenn die Abweichung in dem Leistungseinstelltrimmer R6 selbst auftritt.
15 ist ein Graph von Signalformmustern des Impulseingangssignals V₁, V₂, V_mon, wenn das Impulseingangssignal zu DC wird.
16 ist ein Blockschaltbild einer beispielhaften, nichteinschränkenden Konfiguration eines Projektionskopfs eines photoelektrischen Sensors gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
17 ist ein Blockschaltbild einer beispielhaften, nichteinschränkenden Konfiguration eines Projektionskopfs eines photoelektrischen Sensors gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.
18 ist ein Blockschaltbild einer beispielhaften, nichteinschränkenden Konfiguration eines Projektionskopfs mit einer Überwachungssignalanfangswerthaltefunktion eines photoelektrischen Sensors gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung.
19A ist eine Draufsicht einer Schlitzplatte.
19B ist eine Schnittansicht einer Situation, in der die Schlitzplatte zwischen einer Lichtemissionsoberfläche und einer Projektionslinse angeordnet ist.
20A zeigt einen Punktdurchmesser der Lichtprojektionseinrichtung, wenn ein Innendurchmesser des Schlitzlochs klein ist.
20B zeigt einen Punktdurchmesser der Lichtprojektionseinrichtung, wenn der Innendurchmesser des Schlitzlochs groß ist.
21 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform einer Schaltung, die eine Position der Schlitzplatte auf der Steuerungsseite mißt.
22 ist ein Blockschaltbild eines konfigurativen Beispiels für einen photoelektrischen Sensor mit einer Schutzschaltung.
23 ist ein Schaltbild eines Beispiels für eine Schaltung, die die Schutzschaltung bildet.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen erläutert. In diesem Fall veranschaulichen die im folgenden angegebenen Ausführungsformen lediglich den photoelektrischen Schalter, mit dem eine technische Idee der vorliegenden Erfindung realisiert wird, und die vorliegende Erfindung soll den photoelektrischen Schalter nicht auf das folgende beschränken. Außerdem beabsichtigt die vorliegende Beschreibung niemals, die in Ansprüchen dargelegten Glieder auf die in den Ausführungsformen angeführten Glieder zu begrenzen. Insbesondere begrenzen Größe, Material, Form und relative Anordnungen und andere in den Ausführungsformen angeführten Bestandteile nicht den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung auf solche Bestandteile selbst, so lange dies nicht konkret erwähnt wird, sondern geben lediglich Anschauungsbeispiele. Hierbei werden Größe, Positionsbeziehung usw. der in den jeweiligen Zeichnungen gezeigten Glieder manchmal übertrieben, um die Erläuterung zu klären. Zusätzlich verweisen dieselben Namen und Symbole in der folgenden Erläuterung auf dieselben oder ähnliche Glieder und ihre ausführliche Erläuterung wird entsprechend ausgelassen. Ferner können jeweilige, die vorliegende Erfindung bildenden Elemente in einem Modus erzielt werden, so daß ein Glied als mehrere Elemente verwendet wird, indem mehrere Elemente durch dasselbe Glied konstruiert werden, oder umgekehrt wird eine Funktion eines Gliedes auf mehrere Glieder aufgeteilt.
Ein photoelektrischer Sensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auf den Verstärker-getrennten photoelektrischen Sensor angewandt werden, bei dem eine Steuerung und ein Projektionskopf getrennt sind. Hierbei kann ein Lichtempfangsteil in einem Modus konstruiert werden und kann auf verschiedene photoelektrische Sensoren angewandt werden, wie zum Beispiel den Durchlaßtyp, den Reflexionstyp und dergleichen. Wie zum Beispiel in 1A gezeigt, kann die vorliegende Erfindung auf einen photoelektrischen Durchlaßsensor angewandt werden, wobei ein Empfangskopf 500A als ein von einem Projektionskopf 400A und einer Steuerung 200A getrennter Körper konstruiert ist. Wie in 1B gezeigt, kann man eine Konfiguration verwenden, bei der ein integrierter Projektions-/Empfangskopf 400B eines photoelektrischen Reflexionssensors, ein Projektionskopf und ein Empfangskopf, die darin integriert sind, über ein Kopfkabel 300B mit einer Steuerung 200B verbunden sind. Als Alternative kann wie in 1C gezeigt eine Konfiguration verwendet werden, bei der eine Steuerung 200C eines photoelektrischen Durchlaßsensors, ein Lichtempfangsteil 500C, der integral darin aufgebaut ist, über ein Kopfkabel 300C mit einem Projektionskopf 400C verbunden sind. Im folgenden wird eine Ausführungsform erläutert, bei der die vorliegende Erfindung auf den in 1A gezeigten photoelektrischen Durchlaßsensor angewandt wird. Wenn der photoelektrische Reflexionssensor zum Messen einer Menge an empfangenem Licht reflektierten Lichts gemessenen Lichts konstruiert wird, werden in diesem Fall jeweilige Positionen und Richtungen des Projektionskopfs und des Empfangskopfs so eingestellt, daß aus dem Projektionskopf projiziertes Licht von einem gemessenen Objekt reflektiert wird und auf den Empfangskopf einfällt. Als Alternative kann man einen Projektions-/Empfangskopf verwenden, bei dem der Projektionskopf und der Empfangskopf integriert sind. Für das Kopfkabel zur Verbindung des Sensorkopfs und der Steuerung kann man außerdem eine optische Faser oder dergleichen zusätzlich zu dem elektrischen Kabel verwenden.
Wie oben beschrieben, werden bei dem photoelektrischen Durchlaßsensor der Projektionskopf und der Empfangskopf mit der Steuerung verbunden, und dann wird aus der Lichtprojektionseinrichtung in den Projektionskopf emittiertes Licht durch den Empfangskopf empfangen und gemessen und ein Vorübergehen des Objekts usw. kann auf der Basis einer Änderung einer Qualität des empfangenen Lichts erfaßt werden. Als photoelektrischer Schalter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 2 ein Blockschaltbild eines photoelektrischen Sensors gezeigt, bei dem ein Projektionskopf 400 und ein Empfangskopf 500 mit einer Steuerung 200 verbunden sind. In diesem photoelektrischen Schalter in 2 werden der Projektionskopf 400 und der Empfangskopf 500 über ein Kopfkabel 300 verbunden. Der Projektionskopf 400 besitzt einen Lichtprojektionsteil 10 und der Empfangskopf 500 einen Lichtempfangsteil 50. Der Lichtprojektionsteil 10 projiziert Licht auf das Objekt, und die Anwesenheit/Abwesenheit des Objekts wird dann entschieden, indem man erfaßt, ob der Lichtempfangsteil 50 Licht empfängt, das nicht von dem Objekt abgefangen wird, oder eine Reduktion der Menge an empfangenem Licht wird erfaßt, die verursacht wird, wenn das Licht abgefangen wird. Die Steuerung 200 gibt einen vorbestimmten Impuls an den Projektionskopf 400 aus, um den Lichtprojektionsteil 10 anzusteuern. Eine Lichtprojektionseinrichtung 12 wird durch ein Oszillationsimpulsausgangssignal aus einer Projektionsstromversorgungssteuerschaltung 22 unter der Kontrolle eines Steuerteils 40 angesteuert und emittiert ein Impulslicht zu dem außen angeordneten erfaßten Objekt. Das empfangene Licht wird der photoelektrischen Umsetzung durch das Lichtempfangselement 50 unterzogen und dann über eine Lichtempfangseinrichtungsverstärkerschaltung 56, eine Steuerungsverstärkerschaltung 68 und einen A/D-Umsetzer 70 dem Steuerteil 40 zugeführt. Folglich wird die Detektion synchron mit dem Lichtimpuls angewandt und dann ein EIN/AUS-Signal, das das gemessene Ergebnis anzeigt, aus einer E/A-Schaltung 42 ausgegeben.
(Lichtprojektionsteil 10)
Der Lichtprojektionsteil 10 besitzt die Lichtprojektionseinrichtung 12 zum Projizieren von Licht und eine Projektionsschaltung 14 zum Ansteuern der Lichtprojektionseinrichtung 12. Eine LED, ein LD oder dergleichen können als die Lichtprojektionseinrichtung 12 verwendet werden. Da insbesondere der LD eine größere Menge an Licht und eine größere Gerichtetheit als die LD aufweist, kann ein Punktdurchmesser verschmälert werden und somit die Meßpräzision verbessert werden. Da der Punktdurchmesser des aus dem LD abgestrahlten Lichts visuell bestätigt werden kann, ist außerdem der LED in bezug auf Installation ausgezeichnet handhabbar. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird deshalb ein LD mit ausgezeichneten optischen Eigenschaften als die Lichtprojektionseinrichtung 12 benutzt. Außerdem besitzt die Projektionsschaltung 14 zum Ansteuern des LD eine Projektions-APC-Schaltung 16, und eine Überwachungslichtempfangseinrichtung 18, wie zum Beispiel eine Überwachungs-PD oder dergleichen. Die Projektions-APC-Schaltung 16 liefert eine Ansteuerstromversorgung für den LD zur Ansteuerung des LD und steuert die Ausgabe des LD, d.h. eine Menge emittierten Lichts mit einem vorbestimmten Wert.
Außerdem besitzt der Projektionskopf 400 eine Anzeigelampe 20 zum Anzeigen einer Menge emittierten Lichts der Steuerung, eines Ausgangszustands oder dergleichen. Die Schutz-APC-Schaltung 16 und die Anzeigelampe 20 erhalten eine Versorgung mit Ansteuerstromversorgung aus der Projektionsstromversorgungssteuerschaltung 22 und einer Kopfanzeigestromversorgungssteuerschaltung 24 jeweils über eine Projektionsstromversorgungsleitung.
Die Menge emittierten Lichts der Lichtprojektionseinrichtung 12 wird durch die Projektions-APC-Schaltung 16 gesteuert. Die Projektions-APC-Schaltung 16 führt eine Rückkopplungsregelung dergestalt aus, daß eine Strommenge auf der Basis einer durch die Überwachungs-PD gemessenen Menge emittierten Lichts eingestellt wird, um einen vorbestimmten Wert der Menge emittierten Lichts bei der Ansteuerung des LD zu erhalten. In einem in 2 gezeigten Beispiel ist die Projektions-APC-Schaltung 16 mit dem LD und der als die Überwachungslichtempfangseinrichtung 18 dienenden Überwachungs-PD verbunden und die Überwachungs-PD ist an einer Position, an der diese Überwachungs-PD ein Lecklicht oder dergleichen von dem LD empfangen kann, neben dem LD angeordnet. Die Überwachungs-PD kann auch in einer LD-Kapselung aufgebaut werden.
In der Zwischenzeit ist die Überwachungs-PD als ein Modus der Überwachungslichtempfangseinrichtung 18 mit einer Überwachungssignalverstärkerschaltung 26 verbunden und sendet eine Menge empfangenen Lichts zu einer LD-Emissionslichtmengenüberwachungsschaltung 28 in der Steuerung 200 als eine Überwachungsspannung über eine in dem Kopfkabel 300 enthaltene Überwachungs leitung. Die Überwachungssignalverstärkerschaltung 26 ist ein Glied, mit dem die Schwankung der Überwachungslichtempfangseinrichtung 18 unterdrückt wird, und besteht aus einem Trimmer oder dergleichen. Die LD-Emissionslichtmengenüberwachungsschaltung 28 gibt die von der Überwachungs-PD gemessene Überwachungsspannung über einen A/D-Umsetzer 30, der ein analoges Signal in ein digitales Signal umsetzt, an den Steuerteil 40 aus. Auf diese Weise bildet die Überwachungssignalverstärkerschaltung 26 eine Überwachungsschaltung, die eine Menge emittierten Lichts der Lichtprojektionseinrichtung 12 durch die Überwachungslichtempfangseinrichtung 18 überwacht. Somit kann der Steuerteil 40 eine Abweichung des Projektionskopfs durch Überwachen der Überwachungsspannung über die Überwachungsschaltung erfassen. Wenn eine Abweichung erfaßt wird, z.B. die Überwachungsspannung einen vorbestimmten Schwellenwert oder dergleichen übersteigt, kann der Steuerteil 40 die Stromversorgung für den Projektionskopf 400 stoppen, indem die Projektionsstromversorgungssteuerschaltung 22 begrenzt, blockiert oder dergleichen wird, und deshalb kann der Steuerteil 40 auf die Schwierigkeiten der Lichtprojektionseinrichtung und dergleichen reagieren. Auf diese Weise wird ein Zweifach-Rückkopplungssystem dergestalt erzielt, daß die Rückkopplungsregelung einer Menge projizierten Lichts durch den Projektionskopf 400 und außerdem die Abweichungserfassung des Projektionskopfs 400 auf der Seite der Steuerung 200 ausgeführt wird.
Außerdem kann die Überwachungslichtempfangseinrichtung in Vielzahl bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die Überwachungs-PD in dem Projektionskopf bzw. der Steuerung präpariert werden, und dann kann man mit der Überwachungs-PD für den Projektionskopf den Projektionskopf steuern und mit der Überwachungs-PD für die Steuerung die Steuerung steuern. Wie in 3 gezeigt, ist zu diesem Zeitpunkt eine Überwachungs-PD 18A an der Rückseite eines LD 12A angeordnet, um Licht zu überwachen, das von der Rückseite heraus aus dem von der Vorder- und Rückseite des LD 12A emittierten Licht emittiert wird, und der Überwachungsstrom kann dann zu einem Projektionskopf 400D und der Steuerung transferiert werden. Als Alternative kann dann auch wie in 4 gezeigt eine zweite Überwachungs-PD 18C vor dem LD 12B zusätzlich zu einer auf der Rückseite eines LD 12B angeordneten PD 18D angeordnet werden und das Licht, das der LD 12B auf die Vorderseite emittiert, wird dann durch die zweite Überwachungs-PD 18C gemessen, wodurch eine Überwachungs-PD zur Steuerung der Menge projizierten Lichts an dem projektionskopf 400E verwendet werden kann und die andere Überwachungs-PD zum Messen der Menge projizierten Lichts auf der Steuerungsseite verwendet werden kann.
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet gemessene Informationen in der Regel eine Menge empfangenen Lichts, die durch die Lichtempfangseinrichtung gemessen wird. Bei dem photoelektrischen Sensor des Typs der Menge empfangenen Lichts wird eine Meßoperation zum Entscheiden der Anwesenheit/Abwesenheit oder dergleichen des gemessenen Objekts auf der Basis des Pegels einer Menge empfangenen Lichts ausgeführt. Hierbei sind die gemessenen Informationen nicht auf eine Menge empfangenen Lichts beschränkt, und es können andere Informationen benutzt werden. Zum Beispiel wird bei dem photoelektrischen Sensor des Entfernungstyps (Positionstyps), der die positionsempfindliche Photodiode (PSD) oder die aufgeteilte PD als Lichtempfangseinrichtung benutzt, eine Meßoperation auf der Basis seiner Lichtempfangsposition ausgeführt. Die vorliegende Erfindung ist auch auf solche photoelektrischen Sensoren anwendbar.
(Lichtempfangsteil 50)
In der Zwischenzeit besitzt der in dem Empfangskopf 500 enthaltene Lichtempfangsteil 50 eine Lichtempfangseinrichtung 52 zum Empfangen von Licht und eine Lichtempfangsschaltung 54 zum Ansteuern der Lichtempfangseinrichtung 52. Die Lichtempfangsschaltung 54 besitzt eine Lichtempfangseinrichtungsverstärkerschaltung 56, eine Lichtempfangsteil-Stromversorgungsschaltung 58 und dergleichen. Die PD oder dergleichen kann als die Lichtempfangseinrichtung 52 verwendet werden. Die Lichtempfangseinrichtung 52 ist mit der Lichtempfangseinrichtungsverstärkerschaltung 56 verbunden und eine Menge durch die Lichtempfangseinrichtung 52 gemessenen empfangenen Lichts wird durch die Lichtempfangseinrichtungsverstärkerschaltung 56 verstärkt und dann über eine in dem Kopfkabel 300 enthaltene Signalleitung zu der Steuerungsverstärkerschaltung 68 auf der Seite der Steuerung 200 ausgesendet. Das durch die Steuerungsverstärkerschaltung 68 verstärkte Analogsignal wird durch den A/D-Umsetzer 70 in ein Digitalsignal umgesetzt und in den Steuerteil 40 eingegeben. Somit mißt die Seite der Steuerung 200 eine Menge von durch die Lichtempfangseinrichtung 52 empfangenem Licht, um eine Meßentscheidung zu treffen, und gibt schließlich aus dem Ausgang der E/A-Schaltung 42 ein Entscheidungsergebnis aus. Diese E/A-Schaltung 42 besitzt zwei Ausgänge 1, 2, die als Zweisystemausgänge konfiguriert sind, wobei ein Eingang 1 als Einsystemeingang konfiguriert ist. Außerdem ist die Lichtempfangsteilstromversorgungsschaltung 58 das Glied, mit dem eine Ansteuerstromversorgung des Empfangskopfs 500 geliefert wird, und ist über ein Empfangsstromversorgungskabel des Kopfkabels 300 mit einer Kopfstromversorgungsschaltung 60 der Steuerung 200 verbunden. Die Kopfstromversorgungsschaltung 60 wird durch den Steuerteil 40 der Steuerung 200 gesteuert.
Falls mehrere Arten von Sensorköpfen mit der Steuerung verbunden sein sollten, kann eine Identifizierungs funktion zum Identifizieren jeweiliger Sensorköpfe vorgesehen werden. In dem Beispiel in 2 werden der Steuerung 200 eine Projektionskopfidentifizierungsschaltung 63 zum Identifizieren des Projektionskopfs 400 und eine Empfangskopfidentifizierungsschaltung 62 zum Identifizieren des Empfangskopfs 500 bereitgestellt. Diese Kopfidentifizierungsschaltungen sind mit jeweiligen Signalleitungen verbunden, messen die Identifikationssignale des Projektionskopfs 400 und des Empfangskopfs 500 und senden über A/D-Umsetzer 64, 65 die Signale zu dem Steuerteil 40 aus. Dann identifiziert der Steuerteil 40 einen jeweiligen Sensorkopf.
In der Steuerung 200 sind die Projektionsstromversorgungssteuerschaltung 22, die Kopfindikatorstromversorgungssteuerschaltung 24, die LD-Emissionslichtmengenüberwachungsschaltung 28, die Steuerungsverstärkerschaltung 68, die Empfangskopfidentifizierungsschaltung 62, die Kopfstromversorgungsschaltung 60 und dergleichen mit dem Steuerteil 40 verbunden. Außerdem sind eine Speicherschaltung 44, eine Anzeigeschaltung 46, eine Schaltereingabeschaltung 48, die E/A-Schaltung 42 und dergleichen mit dem Steuerteil 40 verbunden. Die Speicherschaltung 44 speichert verschiedene Sollwerte usw. Die Anzeigeschaltung 46 zeigt die Informationen auf der Steuerungsseite 200 an. Der Bedienteil als die Benutzeroberfläche, der die Sollwerteinstellung zur Eingabe verschiedener Einstellungen und Operationen in die Steuerung 200 annimmt, ist mit der Schaltereingabeschaltung 48 verbunden. Die E/A-Schaltung 42 gibt die Informationen oder Daten in die/aus der externe(n) Einrichtung ein/aus.
Außerdem besitzt die Steuerung 200 eine Steuerungsstromversorgungsschaltung 66 zur Ansteuerung dieser Schaltungen. Eine oder mehrere Mengen des Projektionskopfs 400 und des Empfangskopfs 500 sind über das Kopfkabel 300 mit der Steuerung 200 verbunden, das Objekt wird dann durch Empfangen von aus der Lichtprojektionseinrichtung 12 projiziertem Licht über die Lichtempfangseinrichtung gemessen und das Ergebnis wird ausgegeben.
(Ausführungsform 1)
Eine Konfiguration eines photoelektrischen Sensors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ist in dem Blockschaltbild von 5 gezeigt. Bei diesem in 5 gezeigten photoelektrischen Sensor ist der Projektionskopf 400 über das Kopfkabel 300 mit der Steuerung 200 verbunden. Der Projektionskopf 400 enthält einen LD 12a als die Lichtprojektionseinrichtung 12, eine Überwachungs-PD 18a als die Überwachungslichtempfangseinrichtung, eine LD-Ansteuerschaltung 460, eine Überwachungssignalerzeugungsschaltung 462 und eine Überwachungssignalanfangswerthalteschaltung 464. Die LD-Ansteuerschaltung 460 ist die Lichtprojektionseinrichtungsansteuerschaltung, die die Projektions-APC-Schaltung 16 enthält, die eine Projektionslichtmengensteuereinrichtung bildet. Die Überwachungserzeugungsschaltung 462 erzeugt ein Überwachungssignal auf der Basis einer Menge empfangenen Lichts, das durch die Überwachungs-PD 18a gemessen wird. Die Überwachungssignalanfangswerthalteschaltung 464 hält einen Anfangswert des durch die Überwachungssignalerzeugungsschaltung erzeugten Überwachungssignals. Die Steuerungseinrichtung, wie zum Beispiel die Projektions-APC-Schaltung 16 und dergleichen können durch ein Gatearray, einen Mikrocomputer und dergleichen konstruiert werden. Im Gegensatz dazu enthält die Steuerung 200 eine Überwachungssignalmeßschaltung 250, eine Abweichungsentscheidungsschaltung 252, einen Abweichungsausgabeteil 254, eine Stromversorgungssteuerschaltung 256 und eine Timing-Steuerschaltung 258. Die Überwachungssignalmeßschaltung 250 mißt das durch die Überwachungssignalerzeugungsschaltung 462 erzeugte Überwachungssignal. Die Abweichungsentscheidungsschaltung 252 bestimmt eine Abweichung des Projektionskopfs 400 auf der Basis der Informationen, die durch die Überwachungssignalmeßschaltung 250 erhalten werden. Der Abweichungsausgabeteil 254 gibt die durch die Abweichungsentscheidungsschaltung 252 bestimmte Abweichung aus. Die Stromversorgungssteuerschaltung 256 führt dem Projektionskopf 400 eine Stromversorgung zu. Die Timing-Steuerschaltung 258 steuert ein Timing, mit dem die Stromversorgungssteuerschaltung 256 der Lichtprojektionseinrichtungsansteuerschaltung einen Stromversorgungsimpuls zuführt. In diesem Fall wurde die Darstellung des Empfangskopfs aus 5 weggelassen. In dem in 5 gezeigten Projektionskopf 400 sind verschiedene in 22 gezeigte Schutzschaltungen von dem Projektionskopf 400 des photoelektrischen Sensors des separaten Typs, in dem der Projektionskopf 400 so weit wie möglich von der Steuerung 200 getrennt ist, entfernt, und die Steuerungsseite 200 erfaßt die Abweichung. Deshalb können die Glieder des Projektionskopfs verringert werden, um eine Größenreduktion zu erreichen, während ein hochzuverlässiger Betrieb aufrechterhalten wird, der auf einen Einzelausfall reagiert, zusätzlich zu der durch die Projektions-APC-Schaltung 16 und dergleichen auf der Projektionskopfseite 100 vorgenommenen Steuerung.
(Lichtprojektionsschaltung)
6 zeigt ein Beispiel für die 5 entsprechende Projektionskopfschaltung. Der Projektionskopf 400 von 6 besitzt eine Referenzspannungserzeugungsschaltung 466, einen Verstärker AMP1 und ein LD-Modul 468, in dem der LD 12a und die Überwachungs-PD 18a aufgebaut sind, als LD-Ansteuerschaltung 460, und außerdem einen Leistungseinstelltrimmer 470 und einen Verstärker AMP2 als die Überwachungssignalerzeugungsschaltung 462. Der Verstärker AMP2 ist über ein Filter 472 mit dem Überwachungssignalausgangsanschluß verbunden. Der Projektionskopf 400 empfängt ein LD-Ansteuerimpulseingangssignal aus der Stromversorgungssteuerschaltung 256 der Steuerung 200 mit einem durch die Timing-Steuerschaltung 258 spezifizierten Timing und bewirkt, daß die LD-Ansteuerschaltung 460 den LD 12a als Reaktion auf diesen Eingangssignalimpuls ansteuert. Außerdem erzeugt der Projektionskopf 400 eine vorbestimmte Überwachungsspannung, die durch den Leistungseinstelltrimmer 470 eingestellt wird, als Reaktion auf die Menge an empfangenem Licht der Überwachungs-PD 18a, und sendet diese Spannung zu der LD-Ansteuerschaltung 460 zurück, um die Steuerung auszuführen, und sendet diese Spannung zu der Steuerungsseite als ein Überwachungssignalausgangssignal V_mon über die Überwachungssignalleitung aus. Der Leistungseinstelltrimmer 470 dient zur Korrektur einer Schwankung der Überwachungs-PD 18a, die in jedem LD-Modul 468 existiert. Das heißt, der Leistungseinstelltrimmer 470 wird so eingestellt, daß eine Menge empfangenen Lichts, die die Überwachungs-PD 18a mißt, als Reaktion auf ein konstantes Eingangssignal einen konstanten Wert aufweist. Die in 5 usw. gezeigte Steuerung 200 führt eine A/D-Umsetzung des von der Überwachungssignalmeßschaltung 250 ausgegebenen Überwachungssignals durch und sendet es zu der Abweichungsentscheidungsschaltung 252 aus, um in bezug auf den Projektionskopf eine Abweichungsentscheidung zu treffen. Da die Abweichung des Projektionskopfs 400 auf der Steuerungsseite erfaßt werden kann, gibt folglich der Abweichungsausgabeteil 254, der mit der Abweichungsentscheidungsschaltung 252 verbunden ist, ein Warnsignal, wie zum Beispiel einen Alarm oder dergleichen je nach Fall aus, um die Fehlerinformationen bemerkbar zu machen. Da die Abweichung des Projektionskopfs 400 auf der Steuerungsseite erfaßt wird, kann auf diese Weise das Auftreten der Abweichung von dem Abweichungsausgabeteil 254 an die externe Einrichtung ausgegeben werden. Außerdem kann eine Anzeigeeinrichtung wie etwa die Anzeigeschaltung 46 oder dergleichen für die Steuerung 200 bereitgestellt werden, und die Anzeigeeinrichtung kann die Abweichung zum Zeitpunkt der Abweichung anzeigen.
Zusätzlich zeigt 7 eine Ausführungsform der konkreteren Schaltung des Projektionskopfs. Der in 7 gezeigte Projektionskopf 400 besitzt in Reihe mit dem Impulseingangsanschluß geschaltete Widerstände R1, R2 und den Verstärker AMP1 als die Referenzspannungserzeugungsschaltung 466. Ein durch die Widerstände R1, R2 spannungsgeteilter Spannungswert V₁ wird in den (+)-seitigen (nichtinvertierenden) Eingang des Verstärkers AMP1 eingegeben, und zwischen den (–)-seitigen (invertierenden) Eingang und einen Ausgang des Verstärkers AMP1 wird ein Kondensator C1 geschaltet. Außerdem wird der Ausgang des Verstärkers AMP1 mit einer Basis eines Transistors Q1 verbunden. Außerdem wird ein Emitter des Transistors Q1 über einen Widerstand R3 mit dem LD-Modul 468 verbunden. Der Impulseingangsanschluß wird über eine Rückwärtssperrdiode oder dergleichen mit einer OP-Verstärker-DC-Stromversorgung verbunden. Die Referenzspannungserzeugungsschaltung 466 ist nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt, und die bereits bekannte Konfiguration kann entsprechend verwendet werden.
Außerdem wird der die Überwachungssignalerzeugungsschaltung 462 bildende Leistungseinstelltrimmer 470 aus einem variablen Widerstand R6 gebildet. Dieser Leistungseinstelltrimmer ist mit der Seite der Überwachungs-PD 18a des LD-Moduls 468 über GND und außerdem mit dem (–)-seitigen (invertierenden) Eingang des Verstärkers AMP1 und dem (+)-seitigen (nichtinvertierenden) Eingang des Verstärkers AMP2 verbunden. Der (–)-seitige (invertierende) Eingang des Verstärkers AMP2 wird durch Widerstände R4, R5 spannungsgeteilt, und das andere Ende des Widerstands R4 ist mit der Ausgangsseite des Verstärkers AMP2 verbunden. Zusätzlich wirkt die Ausgangsseite des Verstärkers AMP2 als der Überwachungssignalausgangsanschluß über einen Kondensator C2, der das Filter 472 bildet. Dieser Kondensator C2 wirkt als die DC-Beleuchtungsmeßschaltung. Gemäß einer solchen einfachen Schaltungskonfiguration kann das von der Überwachungs-PD 18a gemessene Überwachungssignal als eine Überwachungsspannung V₂ zu der LD-Ansteuerschaltung 460 zurückgekoppelt werden, und kann außerdem an die Steuerungsseite von dem Überwachungssignalausgangsanschluß als das Überwachungssignalausgangssignal V_mon ausgegeben werden.
Sowohl ein Stromwert als auch ein Spannungswert können als ein Überwachungssignal zur Überwachung der Abweichung verwendet werden. Zum Beispiel kann die Umsetzung aus dem Überwachungsstrom in die Überwachungsspannung unter Verwendung des Widerstands durch die I-V-Umsetzung ausgeführt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der von der Überwachungs-PD gemessene Strom verstärkt und dann verwendet man das durch den Leistungseinstelltrimmer erzeugte Überwachungssignalausgangssignal V_mon als das Überwachungssignal.
(Überwachungsstrom)
Um die Abweichung des Projektionskopfs auf der Steuerungsseite zu überwachen, kann außerdem auch nur der Überwachungsstrom verwendet werden. Um die Abweichung nur durch den Überwachungsstrom zu überwachen, reicht es aus, einfach zu entscheiden, ob die durch die I-V-Umsetzung des Überwachungsstroms der Überwachungs-PD erhaltene Überwachungsspannung V_mon größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist oder nicht, d.h. nur das Übermaß des Projektionsausgangssignals oder den Ausfall der Teile der Überwachungs-PD und dergleichen zu entscheiden. Außerdem kann die Erfassung der Ausfalls anderer Teile, wie zum Beispiel des Leistungseinstelltrimmers und dergleichen realisiert werden, indem man mißt, daß ein I-V-umgesetzter Wert des Überwachungsstroms auf die GND-Seite abfällt, indem zwei Schwellenwerte verwendet werden. Genauer gesagt werden ein oberer Grenzschwellenwert und ein unterer Grenzschwellenwert durch Verwendung eines Komparators wie zum Beispiel eines Fensterkomparators oder dergleichen eingestellt und der Überwachungsstrom wird dann durch Verwendung von Werten in diesem Bereich als Normalschwellenwerte überwacht, und der Ausfall wird dann entschieden, wenn der Überwachungsstrom den oberen Grenzschwellenwert übersteigt oder unter dem unteren Grenzschwellenwert liegt. Somit kann sowohl das Übermaß der Projektionsausgabe als auch die DC-Beleuchtung der Lichtprojektionseinrichtung oder die Nichtbeleuchtung aufgrund einer Trennung oder dergleichen überwacht werden. Gemäß dieser Konfiguration wird außerdem eine Signalleitung des Kopfkabels verwendet, um den Ausfall der Teile mit Ausnahme der Überwachungs-PD zu erfassen und der Transfer dieses Zustands kann weggelassen werden. Diese Konfiguration kann also zu einer weiteren Größenreduktion des Projektionskopfs beitragen.
Außerdem kann das Überwachungssignalausgangssignal durch ein Filter wie etwa ein HPF (Hochpaßfilter) oder dergleichen geleitet werden, um eine Gleichstrom-Komponente zu entfernen, und dann kann ein Wechselstrom-Überwachungssignal zu der Steuerungsseite gesendet werden. Wenn also die Lichtprojektionseinrichtung ausgefallen ist und in ihren Gleichstrom-Beleuchtungszustand übergeht, geht das Überwachungsausgangssignal zu einem GND-Pegel über und die Gleichstrom-Beleuchtungsabweichung kann folglich erkannt werden, indem man das Überwachungsausgangssignal auf der Steuerungsseite nur mit einem Beleuchtungs-Timing synchron mit der Impulsstromversorgung überwacht. Eine Verarbeitungslast bei der Überwachung der Abweichung kann also verringert werden. Wenn dagegen das Überwachungssignalausgangssignal nicht durch das Filter wie etwa das HPF oder dergleichen geleitet wird, ist es unmöglich, die DC-Beleuchtung zu erfassen, so lange nicht das Überwachungsausgangssignal überwacht wird, während die Lichtprojektionseinrichtung ausgeschaltet ist. Somit wird eine Verarbeitungslast bei der Überwachung der Abweichung vergrößert.
(Abweichungserfassungsprozeduren)
Als nächstes werden Prozeduren mit Bezug auf das in 8 gezeigte Flußdiagramm erläutert, die angewandt werden, wenn die Steuerung eine Abweichung erfaßt, indem der Überwachungsstrom mit einem Normalschwellenwert wie oben beschrieben verglichen wird. Als erstes im Schritt S1 wird der Überwachungsstrom beschafft. In Schritt S2 wird dann durch die A/D-Umsetzung das Überwachungssignal erzeugt. Im Schritt S3 wird dann die Ausgangssteuerung der Projektionskopfseite ausgeführt. Hierbei wird das Überwachungssignal mit vorbestimmten Standardwerten (Schwellenwerten) verglichen. Wenn dann das Überwachungssignal höher als ein oberer Grenzschwellenwert ist, wird entschieden, daß die Projektionsausgabe eine Obergrenze übersteigt. Dann geht der Prozeß zum Schritt S3-1 über, in dem ein Projektionsbegrenzungsprozeß ausgeführt wird, um die Ausgabe der Lichtprojektionseinrichtung zu stoppen, eine Ausgabemenge zu begrenzen oder dergleichen. Wenn dagegen das Überwachungssignal kleiner als der obere Grenzschwellenwert ist, geht der Prozeß zum Schritt S4 über. Dann wird entschieden, ob das Überwachungssignal höher als ein unterer Grenzschwellenwert ist oder nicht. Wenn das Überwachungssignal niedriger als der untere Grenzschwellenwert ist, wird entschieden, daß die Lichtprojektionseinrichtung kontinuierlich beleuchtet ist oder aufgrund einer Trennung nicht beleuchtet ist. Dann geht der Prozeß zum Schritt S4-1 über, in dem ein vorbestimmter Projektionsbegrenzungsprozeß ausgeführt wird.
In diesem Fall enthält der in der vorliegenden Beschreibung erwähnte Projektionsbegrenzungsprozeß nicht nur den Beleuchtungsstopp des LD durch Stoppen eines Lichtprojektionssignals, Abtrennen einer Stromversorgung oder dergleichen, sondern auch die Steuerung zur Verringerung der Projektion auf eine vorbestimmte Lichtmenge durch Begrenzen einer Strommenge. Andernfalls kann wie in 9 gezeigt ein Ansatz zum Umgehen einer Stromversorgung für einen LD 12C durch Steuerung des EIN/AUS-Zustands eines Schalters SW verwendet werden, der parallel mit dem LD 12C angeordnet ist, um die Beleuchtung zu unterdrücken. Da die Sicherheit sichergestellt werden kann, indem nicht das Lichtprojektionssignal oder die Stromversorgung gestoppt werden, sondern die Lichtprojektion gestoppt oder unterdrückt wird, sind auf diese Weise diese Prozesse auch in dem Projektionsbegrenzungsprozeß enthalten. Sobald die Abweichung verursacht ist, kann außerdem die Ausgabe der Lichtprojektionseinrichtung auf 0 (Nullpegel) gehalten werden, bis der Prozeß des Verringerns der Ausgabe, des Zurücksetzens der Lichtprojektionseinrichtung oder dergleichen ausgeführt ist.
(Kopfkabel 300)
Der Projektionskopf 400 und die Steuerung 200 sind elektrisch durch das Kopfkabel 300 verbunden. Die Arten von Signalen, die in dem Kopfkabel 300 enthalten sein müssen, weisen vier verschiedene Typen auf, z.B. eine Stromversorgungsleitung zum Zuführen einer Stromversorgung zur Ansteuerung des Projektionskopfs 400, eine Projektionsbefehlsleitung, die dazu verwendet wird, die Projektion der Lichtprojektionseinrichtung anzuweisen, eine Projektionsunterdrückungsbefehlsleitung, die dazu verwendet wird, den Projektionskopf 400 anzuweisen, die Projektion zu unterdrücken, wenn die Abweichung des Projektionskopfs 400 auf der Seite der Steuerung 200 erfaßt wird, und eine GND-Leitung (Masse). Im Stand der Technik (siehe 22) sind die für das Kopfkabel notwendigen Signalleitungen die Stromversorgungsleitung Vcc, die Impulssignalleitung für die LD-Beleuchtung und die GND-Leitung. Anders ausgedrückt ist es im Stand der Technik, da die Ausfallerfassung auf der Projektionskopfseite ausgeführt wird, nicht notwendig, die Projektionskopfseite anzuweisen, die Projektion durch Erfassung der Abweichung auf der Steuerungsseite zu unterdrücken. Das heißt, es ist nicht notwendig, daß die Projektionsunterdrückungsbefehlsleitung in dem Kopfkabel enthalten ist. Da im Gegensatz dazu bei der vorliegenden Erfindung die Abweichung des Projektionskopfs auf der Steuerungsseite erfaßt wird, ist die Projektionsunterdrückungsbefehlsleitung, mit der die Projektion gesteuert wird, wenn die Abweichung erfaßt wird, erforderlich, und somit ist die in dem Kopfkabel enthaltene Signalleitung vergrößert.
Deshalb kann die Anzahl der Signalleitungen durch Uniformalisierung des Projektionsbefehls und des Unterdrückungsbefehls um eine Leitung verringert werden. Hierbei werden der Projektionsbefehl zum Einschalten der Lichtprojektionseinrichtung durch die LD-Ansteuerschaltung 460 und der Projektionsunterdrückungsbefehl zum Ausschalten der Lichtprojektionseinrichtung durch die Umschaltung erzielt. Wie in 10 gezeigt, kann im Einzelnen in einer Schaltung, in der ein Schaltelement SW2, wie etwa ein Transistor oder dergleichen zwischen der Stromversorgungsleitung und dem LD 12D in dem Projektionskopf vorgesehen ist, das Schaltelement SW2 eingeschaltet werden, um Licht zu projizieren, wenn der Projektionsbefehl ausgegeben wird, während das Schaltelement SW2 ausgeschaltet werden kann, um Lichtprojektion des LD 12D zu unterdrücken oder auszuschalten, wenn der Projektionsunterdrückungsbefehl ausgegeben wird. Folglich werden die Projektionsbefehlsleitung und die Projektionsunterdrückungsbefehlsleitung gemeinsam, d.h. auf einer einzigen Leitung, verwendet, und somit kann die Anzahl der für das Kopfkabel notwendigen Signalleitungen auf drei reduziert werden.
In diesem Fall muß jedoch die Stromversorgungsleitung zum Zuführen der Stromversorgung und die Signalleitung für den Projektionsbefehl und den Projektionsunterdrückungsbefehl zur Ansteuerung des Schaltelements immer noch separat vorgesehen werden. Deshalb wird die Anzahl der Signalleitungen weiter um eins verringert, wenn diese Leitungen gemeinsam bereitgestellt werden können, und somit kann das Kopfkabel durch zwei Signalleitungen konstruiert werden. Konkret (siehe 11) wird das aus der Stromversorgung und einem LD 12E bestehende Schaltelement nicht an dem Projektionskopf vorgesehen, sondern der Projektionskopf wird so konstruiert, daß der LD 12E lediglich durch Zuführen einer Stromversorgung zu dem Projektionskopf eingeschaltet wird. Wenn das Impulssignal als die Stromversorgungsleitung Vcc verwendet wird, können auf diese Weise die Stromversorgungsleitung aus der Steuerung zu dem Projektionskopf und die Signalleitung zum Senden des Projektionsbefehls und des Projektionsunterdrückungsbefehls zu dem Projektionskopf uniformalisiert werden und somit kann die Anzahl der Leitungen in dem Kopfkabel auf zwei reduziert werden. Gemäß der Konfiguration, bei der zwei Signalleitungen für den Projektionsbefehl und den Projektionsunterdrückungsbefehl und die Stromversorgungsleitung integriert werden und die Stromversorgung nur dann zugeführt wird, wenn der Projektionsbefehl ausgegeben wird, kann die Anzahl der Signalleitungen auf zwei reduziert werden. Folglich kann eine solche Konfiguration nicht nur zu einer Größen- und Kostenreduktion des Kopfkabels beitragen, sondern auch zu einer Reduktion von Größe und Kosten des Projektionskopfs aufgrund von Verdrahtungsersparnis.
Als nächstes wird eine Funktionsweise des Projektionskopfs in 7 bei der Erfassung einer Abweichung mit Bezug auf die Graphen in 12 bis 15 erläutert, in denen Signalformmuster eines Impulseingangssignals V₁, V₂, V_mon nachfolgend gezeigt sind. Hierbei bedeutet G in diesen Figuren einen Pegel von GND (Masse). 12 zeigt einen Normalbetrieb des Projektionskopfs und V₁, V₂ werden als Reaktion auf das Impulseingangssignal mit fast gleicher Amplitude ausgegeben. Außerdem wird das Überwachungssignalausgangssignal V_mon in allen Projektionsköpfen als Ergebnis, daß eine Schwankung jedes Projektionskopfteils durch den Leistungseinstelltrimmer eingestellt wurde, in einem normalen Schwellenwertbereich unterdrückt.
Zwischenzeitlich zeigt 13 die Funktionsweise, wenn eine Abweichung in Elementen mit Ausnahme des Leistungseinstelltrimmers R6 auftritt. Wenn zum Beispiel der Widerstand R1 oder R2 offen oder kurzgeschlossen ist, wird eine Amplitude von V₁ geändert und deshalb ist V₁ in 13 nicht gezeigt. In diesem Fall ist der LD ausgeschaltet oder emittiert zu viel Licht. Folglich wird die Amplitude von V_mon größer oder kleiner als Normalschwellenwerte und somit kann die Abweichung entschieden, d.h. erkannt werden. Als Beispiel für die Abweichung, daß V_mon unter den Normalschwellenwert reduziert ist, wie auf der linken Seite von 13 gezeigt, wird ein offener Zustand des Widerstands R1 oder ein Kurzschluß von R2, ein offener Zustand von R3 oder dergleichen betrachtet. Außerdem wird als Beispiel für Abweichung, daß V_mon auf mehr als den Normalschwellenwert vergrößert wird, wie auf der rechten Seite von 13 gezeigt, ein offener Zustand von R2, ein Kurzschluß zwischen Collector-Emitter des Transistors Q1 oder dergleichen betrachtet.
Als nächstes zeigt 14 eine Funktionsweise, wenn die Abweichung in dem Leistungseinstelltrimmer R6 selbst auftritt. Wenn zum Beispiel R6 geöffnet ist, wird aufgrund der Diodenkurve der Überwachungs-PD ein V₁ von 0,6 V ausgegeben und die Lichtmenge des LD ist reduziert, wie auf der rechten Seite von 14 gezeigt. Außerdem übersteigt V_mon den Normalschwellenwert. Wenn umgekehrt R6 kurzgeschlossen ist, wird V₂ gleich 0 V und der LD weist die maximale Ausgabe auf, wie in der linken Seite von 14 gezeigt. In diesem Fall ist V_mon kleiner als der Normalschwellenwert.
Als nächstes zeigt 15 eine Funktionsweise, wenn das Impulseingangssignal DC wird. Wenn die Impulsstromversorgung aufgrund des Ausfalls zu einer DC-Stromversorgung wird, wird V_mon durch die Wirkung des Kondensator C2 als DC-Beleuchtungsmeßschaltung auf 0 V reduziert und somit ist V_mon kleiner als der Normalschwellenwert.
Die Beispiele, in denen die Abweichung der Projektionskopfseite auf der Steuerungsseite erfaßt wird, werden wie oben erläutert. Eine solche Konfiguration, bei der ein Einzelausfall der Steuerung durch die Steuerung selbst erfaßt werden kann, kann auch verwendet werden. Wenn zum Beispiel ein Anschluß des den Steuerteil bildenden Mikrocomputers oder dergleichen der Steuerung kurzgeschlossen wird, nimmt der Wert, der durch die Überwachungssignalmeßschaltung 250 A/D-umgesetzt wird, keinen Normalwert an und folglich kann das Auftreten des Ausfalls entschieden werden.
(Ausführungsform 2)
Bei der obigen Ausführungsform 1 wird das Beispiel erläutert, in dem ein variabler Widerstand verwendet wird. Als Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung wird dann eine Ausführungsform erläutert, in der zwei variable Widerstände benutzt werden. Bei Ausführungsform 2 wird in dem Schaltbild in 7 ein fester Widerstand als der Leistungseinstelltrimmer R6 und anstelle der festen Widerstände R2 und R5 der variable Widerstand benutzt. Eine Abweichungserfassungsoperation ist in diesem Fall der in Ausführungsform 1 ähnlich. Bei Ausführungsform 1 wird eine Schwankung des Überwachungsstroms jedes LD-Moduls 468 des Projektionskopfs 400 durch den Leistungseinstelltrimmer R6 eingestellt, der aus dem variablen Widerstand besteht. Da in diesem Fall eine Verzögerung der LD-Lichtemission auch als Reaktion auf den durch R6 eingestellten Widerstandswert verändert wird, existiert das Problem, daß die Impulsbreite des von dem LD emittierten Lichts auch verändert wird. Im Gegensatz dazu kann bei Ausführungsform 2 der feste Widerstand als R6 verwendet werden, weil R2 und R6 als variabler Widerstand gebildet werden. Somit läßt sich ein solcher Vorteil erzielen, daß eine Schwankung der Verzögerung der LD-Lichtemission aufgrund einer Schwankung des Überwachungsstroms des LD-Moduls verbessert werden kann. In der Schaltung in Ausführungsform 2 ist, da Spannungen von V₁, V₂ im Anschluß an die Einstellung des variablen Widerstands R2, mit dem die LD-Ausgabe eingestellt wird, das Überwachungssignalausgangssignal V_mon nicht konstant. Deshalb wird das Überwachungssignalausgangssignal V_mon durch Einstellen einer Verstärkung des Verstärkers AMP2 durch den variablen Widerstand R5 auf eine vorbestimmte Spannung eingestellt.
(Ausführungsform 3)
Auch kann als Ausführungsform 3 der Kondensator C2, der als DC-Beleuchtungsmeßschaltungsblock wirkt, aus der in 7 gezeigten Schaltung weggelassen werden. Falls die Steuerungsseite Verarbeitungsgeschwindigkeit übrig hat, kann eine Ausfallentscheidung getroffen werden, indem das Überwachungssignal erfaßt wird, wenn der Eingangsimpuls auf der HIGH-Seite und der LOW-Seite liegt und als Ergebnis kann der DC-Beleuchtungsmeßschaltungsblock weggelassen werden. Als Entscheidungsalgorithmus ist im Normalbetrieb, da der LD nicht eingeschaltet ist, wenn die Impulsstromversorgung auf der LOW-Seite liegt, das Überwachungssignalausgangssignal V_mon 0 V. Falls die Impulsstromversorgung fehlerhaft wird und als eine DC-Stromversorgung arbeitet, wird dagegen der LD DC-eingeschaltet und somit wird eine vorbestimmte Spannung auch dann ausgegeben, wenn die Impulsstromversorgung auf der LOW-Seite liegt. Der Ausfall kann entschieden werden, wenn diese Spannung erfaßt wird, und die Impulsstromversorgung kann dann abgeschaltet oder begrenzt werden. Da die auf der Projektionskopfseite vorgesehenen Glieder wie oben beschrieben weiter reduziert werden können, wenn die DC-Beleuchtung auf der Steuerungsseite erfaßt werden kann, kann Ausführungsform 3 zu einer weiteren Größen- und Kostenreduktion des Projektionskopfs beitragen.
(Ausführungsform 4)
Außerdem ist als Ausführungsform 4 eine Ausführungsform einer weiteren Schaltungskonfiguration des Projektionskopfs in 16 gezeigt. Der in 16 gezeigte Projektionskopf besitzt den Impulsstromversorgungseingangsanschluß zum Eingeben des LD-Ansteuerstroms und das LD-Modul, in dem der Verstärker AMP1, der LD und die Überwachungs-PD aufgebaut sind, und den Transistor Q1 als das Schaltelement. Der Transistor Q1 schaltet Timings, mit denen der Stromimpuls aus dem Impulsstromversorgungseingangsanschluß, der mit der Impulseingangsleitung verbunden ist, der Lichtprojektionseinrichtung zugeführt wird. Außerdem ist der variable Widerstand R5, der den Leistungseinstelltrimmer bildet, als die Überwachungssignalerzeugungsschaltung vorgesehen. Zusätzlich ist der Impulsstromversorgungseingangsanschluß über die Reihenschaltung aus Widerstand R1, Diode D1 und Kondensator C1 mit Masse verbunden. Ein Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C1 und der Diode D1 ist über den Widerstand R2 mit der Ausgangsseite des Verstärkers AMP1 verbunden. Außerdem ist eine durch Spannungsteilung der Impulsstromversorgung durch die Widerstände R3, R4 erhaltene Spannung mit dem (+)-seitigen (nichtinvertierenden) Eingang des Verstärkers AMP1 verbunden und durch die geteilte Spannung der Widerstände R3, R4 wird eine Referenzspannung des Verstärkers AMP1 erzeugt. Außerdem ist eine Basis des Transistors Q1 mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R1 und der Diode D1 verbunden. Die Collectorseite des Transistors Q1 ist mit dem Impulsstromversorgungseingangsanschluß und die emittierte Seite mit der Anodenseite des LD verbunden. Außerdem ist die Anodenseite der Überwachungs-PD über den variablen Widerstand R5 mit Masse verbunden. Folglich erzeugt der variable Widerstand R5 die Überwachungsspannung V_mon auf der Basis des Überwachungsstroms, der auf die Menge empfangenen Lichts der Überwachungs-PD reagiert. Außerdem ist die Überwachungsspannung V_mon (Überwachungssignalausgangsanschluß) als Verbindungspunkt zwischen dem variablen Widerstand R5 und der Anodenseite der Überwachungs-PD mit dem (–)-seitigen (invertierenden) Eingang des Verstärkers AMP1 verbunden. Folglich kann der Verstärker AMP1 durch die Überwachungsspannung Vmon ein- und ausgeschaltet werden. Das heißt, der Verstärker AMP1 wird ausgeschaltet, wenn die Überwachungsspannung V_mon kleiner als die Referenzspannung ist, aber der Verstärker AMP1 wird eingeschaltet, wenn die Überwachungsspannung V_mon größer als die Referenzspannung ist. Der Projektionskopf empfängt den LD-Ansteuerimpuls, der aus der Stromversorgungssteuerschaltung 256 der Steuerung 200 eingegeben wird, mit einem Timing, das durch die Timing-Steuerschaltung 258 definiert wird, und steuert den LD als Reaktion auf dieses Eingangssignal an. Außerdem erzeugt der Projektionskopf eine vorbestimmte Überwachungsspannung, die durch den Leistungseinstelltrimmer eingestellt wird, als Reaktion auf eine Menge empfangenen Lichts der Überwachungs-PD und sendet diese Spannung zurück zu der LD-Ansteuerschaltungsseite, um die Steuerung auszuführen.
Außerdem besitzt der Projektionskopf die Überwachungssignalverstärkerschaltung 26, die das Überwachungssignal verstärkt und es zu der Steuerungsseite aussendet. Die Überwachungssignalverstärkerschaltung 26 wird durch den Verstärker AMP2 konstruiert und der (+)-seitige (nichtinvertierende) Eingang des Verstärkers AMP2 ist mit dem variablen Widerstand R5 verbunden. Außerdem ist die Ausgangsanschlußseite des Verstärkers AMP2 mit dem Ausgangsanschluß der Überwachungsspannung V_mon verbunden, d.h. der Überwachungssignalausgangsleitung über den Kondensator C2. Außerdem ist die Ausgangsseite des Verstärkers AMP2 über die Widerstände R7, R6 mit Masse verbunden und ein durch die Widerstände R7, R6 spannungsgeteilter Wert wird in den (–)-seitigen (invertierenden) Eingang des Verstärkers AMP2 eingegeben. Da das Spannungsausgangssignal des variablen Widerstands R5 durch den Verstärker AMP2 verstärkt und ausgegeben werden kann, kann folglich ein Rauschwiderstand vergrößert werden.
(Ausführungsform 5)
In obigen Ausführungsformen werden die drei Leitungen der Impulseingangsleitung, der Überwachungssignalausgangsleitung und der GND-Leitung als die Signalleitung verwendet, um den Projektionskopf und die Steuerung zu verbinden, d.h. die in dem Kopfkabel enthaltene Signalleitung wird erläutert. Als nächstes zeigt 17 als Ausführungsform 5 eine Ausführungsform einer Schaltungskonfiguration des Projektionskopfs, bei der vier Leitungen der V_CC-Leitung, der Impulseingangsleitung, der Überwachungssignalausgangsleitung und der GND-Leitung als das Kopfkabel bereitgestellt werden. Der in 17 gezeigte Projektionskopf erhält eine Stromversorgung für die LD-Ansteuerstromversorgung aus der V_CC-Leitung als DC-Stromversorgung. Wie der oben beschriebene schaltet dieser Projektionskopf auch den Transistor Q1 durch das Impulsstromeingangssignal aus der Eingangsimpulsleitung ein/aus, um den LD anzusteuern. Auch besitzt dieser Projektionskopf die Überwachungssignalverstärkerschaltung 26, die durch den Verstärker AMP2 konstruiert wird. Ein Funktionsprinzip ist im wesentlichen der obigen Ausführungsform 4 ähnlich und seine ausführliche Erläuterung wird hier ausgelassen.
(Überwachungssignal-Anfangswerthaltefunktion)
Außerdem kann der Projektionskopf eine Überwachungs signal-Anfangswerthaltefunktion des Haltens eines Anfangswerts des aus der Überwachungslichtempfangseinrichtung erhaltenen Signals aufweisen. Um eine Schwankung des Überwachungsstroms zu behandeln, kann der Projektionskopf eine Einstellung der zum Erfassen der Abweichung in dem Projektionskopf in jedem Projektionskopf verwendeten Schwelle ändern, indem ein Anfangswert (Referenzwert) des Überwachungsstroms gespeichert wird und dann die Daten zu der Steuerungsseite gesendet werden. Da normalerweise die Überwachungslichtempfangseinrichtung, wie zum Beispiel die Überwachungs-PD oder dergleichen, eine große Schwankung des Überwachungsstroms aufweist, muß eine Verstärkung durch den Trimmer oder dergleichen in jedem Projektionskopf eingestellt werden, so daß das Überwachungssignal im Vergleich zu einer Referenzmenge projizierten Lichts konstant gehalten wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird dagegen der Anfangswert des Überwachungsstroms in der Überwachungssignalanfangswerthalteschaltung 464 in dem Projektionskopf gespeichert. Deshalb kann die Steuerungsseite die Einstellung automatisch einstellen, damit sie auf den angeschlossenen Projektionskopf paßt, ohne schwierige Operationen wie etwa die Trimmereinstellung oder dergleichen, und kann die Abweichung angemessen erfassen.
(Ausführungsform 6)
Außerdem ist als Ausführungsform 6 in 18 eine Ausführungsform einer Schaltung des Projektionskopfs mit der Überwachungssignal-Anfangswerthaltefunktion gezeigt. In diesem Fall werden, da dieselben Glieder wie die in 6 erläuterten Glieder in 18 ähnlich sind, ihre ausführlichen Erläuterungen hier weggelassen. Der in 18 gezeigte Projektionskopf gibt den Kopf des Reflexionstyps, der mit dem Empfangskopf integriert ist. Dieser Kopf des Reflexionstyps enthält eine Kopfindikatorbeleuchtungsschaltung 474 auf der Empfangsseite, eine Steuerungsschaltung 476, einen Regler 478, eine Spannungsmeßschaltung 480 und einen EEPROM 482. Die Kopfindikatorbeleuchtungsschaltung 474 steuert durch eine Spannung, die über eine Empfangsstromversorgungsleitung aus der Steuerungsseite empfangen wird, einen Indikator an. Die Steuerschaltung 476 führt verschiedene Prozesse des Empfangskopfs aus und sendet außerdem das Empfangssignal aus einer Signalleitung heraus zu der Steuerungsseite aus. Der Regler 478 wandelt eine Spannung der Empfangsstromversorgungsleitung in die Ansteuerspannung der Steuerschaltung 476 um. Die Spannungsmeßschaltung 480 mißt die Spannung der Empfangsstromversorgungsleitung. Der EEPROM 482 ist ein Modus der Überwachungssignalanfangswerthalteschaltung 464 zum Halten des Anfangswerts des Überwachungssignals. Der EEPROM 482 empfängt einen Ansteuerimpuls des LD 12a als die Lichtprojektionseinrichtung als ein CLK-Signal und schaltet die Überwachungssignalausgangsleitung auf eine DATA-Leitung durch eine CS-Leitung. Der Anfangswert des durch die Überwachungs-PD 18a erhaltenen Überwachungssignals wird in dem EEPROM 482 gespeichert und kann durch eine vorbestimmte Operation von der Steuerungsseite 200 aus gelesen werden.
Normalerweise ist die Stromversorgungsspannung, die von der Steuerungsseite über die Empfangsstromversorgungsleitung an den Empfangskopf ausgegeben wird, eine variable Spannung, die durch Addieren der Ansteuerspannung der Steuerschaltung 476 und der Ansteuerspannung der Kopfindikatorbeleuchtungsschaltung 474 erhalten wird. Wenn einer der variablen Spannungspegel als eine interne Betriebsumschaltsteuerspannung zum Schalten eines Betriebsmodus des Empfangskopfs verwendet wird, kann die Signalumschaltung zwischen der CS-Leitung und der Überwachungssignalausgangsleitung des EEPROM 482 ausgeführt werden. Genauer gesagt wird eine variable Spannung der Empfangsstromversorgungsleitung als die interne Betriebsumschaltsteuerspannung gewählt, und die Umschaltung des Betriebsmodus in dem Empfangskopf wird durch die Spannungsmeßschaltung 480 erfaßt und der Betriebsmodus des Empfangskopfs wird dann auf den Betriebsmodus umgeschaltet, in dem die Steuerung auf den EEPROM 482 zugreifen kann. Wenn dann der Ansteuerimpuls des LD 12a als das CLK-Signal in den EEPROM 482 eingegeben wird, wird der Anfangswert des Überwachungsstroms als DATA aus der Überwachungssignalausgangsleitung ausgegeben. Folglich kann die Steuerung 200 den Anfangswert des Überwachungsstroms über die Überwachungssignalausgangsleitung des angeschlossenen Empfangskopfs empfangen und die Einstellung als Reaktion auf diesen Wert einstellen. Wenn der Anfangswert des Überwachungsstroms auf der Projektionskopfseite gespeichert wird, um eine Schwankung des Überwachungsstroms zu behandeln und ein solcher Anfangswert auf der Seite der Steuerung 200 gemessen wird, kann auf diese Weise der zum Erfassen der Abweichung in dem Projektionskopf verwendete Schwellenwert angemessen für jeden Projektionskopf eingestellt werden. In diesem Fall wird bei der in 18 gezeigten Ausführungsform die Überwachungssignalausgangsleitung mit der DATA-Leitung des EEPROM 482 geschaltet. Als Alternative kann die Signalleitung auf dem Empfangsseitenausgang aus der Steuerschaltung 476 anstelle der Überwachungssignalleitung verwendet und mit der DATA-Leitung des EEPROM 482 geschaltet werden.
(Ausführungsform 7)
Als nächstes wird ein photoelektrischer Sensor mit Bezug auf die nachfolgenden 19 und 21 erläutert, dessen Projektionskopf eine Schlitzplatte aufweist. 19 ist eine Ansicht einer Schlitzplatte 484, wobei 19A eine Draufsicht der Schlitzplatte 484 und 19B eine Schnittansicht ist, die eine Situation zeigt, in der die Schlitzplatte 484 zwischen einer Lichtemissionsoberfläche eines LD 12F als die Lichtemissionsoberfläche und einer Projektionslinse 112a angeordnet ist. Außerdem ist 20 eine Schnittansicht einer Situation, in der ein Schlitzloch 486 der Schlitzplatte 484 verändert ist, wobei 20A einen Punktdurchmesser des LD 12F zeigt, wenn ein Innendurchmesser des Schlitzlochs 486A klein ist und 20B einen Punktdurchmesser der Lichtprojektionseinrichtung zeigt, wenn der Innendurchmesser des Schlitzlochs 486B groß ist. 21 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform einer Schaltung, die eine Position einer solchen Schlitzplatte 484 auf der Steuerungsseite mißt.
Wie in 19A gezeigt, ist die Schlitzplatte 484 ein Plattenglied, bei dem Schlitzlöcher 486 mit verschiedenem Innendurchmesser jeweils in einer Vielzahl ausgebildet sind. Wie in 19B gezeigt, ist diese Schlitzplatte 484 vor der Lichtemissionsoberfläche des LD 12F als die Lichtprojektionseinrichtung angeordnet, so daß beliebige der Schlitzlöcher 486 dem Weg zugewandt sind, auf dem das Licht auf eine Projektionslinse 112a einfällt. Da das Licht durch das Schlitzloch 486 geleitet wird, wenn der Projektionskopf das Licht auf einen Meßbereich strahlt, kann folglich ein Strahlungspunktdurchmesser als Reaktion auf das Schlitzloch 486 gebildet werden.
Außerdem kann die Schlitzplatte 484 durch einen Schlitzänderungsteil 488 bewegt werden, so daß gegenseitige Mittelachsen mehrerer Schlitzlöcher 486 jeweils mit der Lichtemissionsoberfläche des LD 12 zusammenfallen. Anders ausgedrückt, können die Schlitzlöcher 486 durch die Wirkung des Schlitzänderungsteils 488 mit der Lichtemissionsoberfläche ausgerichtet werden. In einem Beispiel in 19B wird das Schlitzloch 486 durch Bewegen der Schlitzplatte 484 vertikal zum Schieben verändert. Wenn ein kleines Schlitzloch 486A gewählt wird, wie in 20A gezeigt, wird der größte Teil des von dem LD 12F als Lichtprojektionseinrichtung emittierten Lichts durch das Schlitzloch 486A eingeschränkt und deshalb kann ein Strahlungspunktdurchmesser des emittierten Lichts über die Projektionslinse 112a verschmälert werden. Wenn dagegen wie in 20B gezeigt ein großes Schlitzloch 486B gewählt wird, wird die Menge an durch das Schlitzloch 486B eingeschränktem LD-Licht reduziert und deshalb kann ein Strahlungspunktdurchmesser des emittierten Lichts vergrößert werden. Auf diese Weise kann ein Punktdurchmesser des von dem LD 12F emittierten Lichts durch Ändern der Schlitzplatte 484 umgeschaltet werden.
Bei der in 19 gezeigten Ausführungsform sind zwei Schlitzlöcher 486 mit einem großen und einem kleinen Durchmesser vorgesehen. Es ist jedoch unnötig zu erwähnen, daß drei oder mehr Schlitzlöcher vorgesehen werden können. Außerdem wird bei diesem Beispiel der Punktdurchmesser umgeschaltet, indem die wie ein langer und schmaler Schlitz geformte Schlitzplatte 484 zum Schieben bewegt wird. Aber eine solche Konfiguration kann verwendet werden, daß der Punktdurchmesser umgeschaltet wird, indem die Schlitzplatte auf einer kreisförmigen Scheibe geformt und dann eine solche Schlitzplatte wie ein Turm gedreht wird. Andernfalls kann man eine Schlitzplatte verwenden, von der ein Schlitzloch kontinuierlich verändert wird, wie bei einer Irisblende.
Da die Lichtmenge verringert wird, wenn ein Punktdurchmesser klein verschmälert wird, ist es von den Normen erlaubt, die Ausgabe des LD entsprechend zu verstärken, wodurch die präzisere Messung der Menge empfangenen Lichts gestattet wird. Da in diesem Fall die Menge emittierten Lichts jedoch verändert wird, wenn die Ausgabe des LD verstärkt wird, wird auch ein Referenzwert (Schwellenwert) des Überwachungsstroms, mit dem ein Einzelausfall erfaßt wird, verändert. Wenn die Schlitzplatte im Stand der Technik verändert wird, muß aus diesem Grund der Schwellenwert des Überwachungsstroms nochmals durch den Trimmer oder dergleichen eingestellt werden, damit er auf die gewählte Schlitzplatte oder das gewählte Schlitzloch paßt, und somit nahm es viel Zeit und Arbeit in Anspruch. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann deshalb, da eine Kopfidentifizierungsspannung als Reaktion auf die Position der Schlitzplatte verändert wird und dieser Wert durch die Steuerung gemessen wird, die Steuerungsseite den gewählten Punktdurchmesser erkennen und kann dann den Schwellenwert des Überwachungsstroms entsprechend einstellen. Außerdem kann die Operation der Projektionsunterdrückung, wie zum Beispiel der Projektionsstopp oder die Einschränkung der projizierten Lichtmenge zu einem Zeitpunkt der Abweichung als Reaktion auf den gewählten Punktdurchmesser geändert werden. Andernfalls kann zusätzlich zu der Betriebseinstellung zu einem Zeitpunkt der Abweichung ein Timing des Ansteuerimpulssignals als Reaktion auf den Punktdurchmesser verändert oder zum Beispiel ein Ansteuerstrom verändert werden, und der Überwachungsstrom wird dann der Projektionskopfseite zugeführt. Wenn zum Beispiel mehrere Arten von Projektionsköpfen verwendet werden, kann auf diese Weise die Konfiguration zur Ermöglichung einer automatischen Identifizierung eines inneren Zustands des Projektionskopfs auf der Steuerungsseite als das Verfahren zu deren Unterscheidung verwendet werden. Wenn zum Beispiel mehrere Arten von Projektionsköpfen gemischt mit der Steuerung verbunden werden, kann die Steuerung den Überwachungsstrom als Reaktion auf die Eigenschaften der jeweiligen Kopfteile korrekt handhaben, indem das Kopfidentifizierungssignal und Anfangswertdaten aus den jeweiligen Projektionsköpfen erhalten werden und dann in einer auf der Steuerungsseite erstellten Nachschlagetabelle geschaut wird.
21 zeigt eine Ausführungsform einer Schaltung des photoelektrischen Sensors mit der Projektionskopfidentifizierungsschaltung 63, die die Position der Schlitzplatte 484 auf der Steuerungsseite mißt. Bei dem in 21 gezeigten photoelektrischen Sensor sind der Projektionskopf 400 und der Empfangskopf 500 mit der Steuerung 200 verbunden. Der Projektionskopf 400 besitzt die Lichtprojektionseinrichtung 12 und die Überwachungslichtempfangseinrichtung 18, den variablen Widerstand zum Erzeugen der Überwachungsspannung, den Projektionsverstärker zum Verstärken der Überwachungsspannung als das Monitorausgangssignal und dergleichen. Da die ähnliche Konfiguration gemäß der obigen Konfiguration als das Überwachungssignalausgangssignal und dergleichen verwendet werden kann, werden hierbei ihre Einzelheiten aus 21 weggelassen. Außerdem besitzt der Empfangskopf 500 die Lichtempfangseinrichtung 52, den Empfangsverstärker zum Verstärken einer Menge empfangenen Lichts zur Erzeugung des Ausgangssignals und dergleichen. Ferner besitzt der Projektionskopf 400 die Schlitzplatte 484, die sich schiebend bewegen kann, und den Schlitzänderungsteil 488 zum Umschalten des Schlitzlochs 486 durch schiebende Bewegung der Schlitzplatte 484. Dagegen besitzt der Empfangskopf 500 die Widerstände R1, R2, die zur Erzeugung von Schlitzpositionsinformationen in bezug auf die Schlitzposition der Schlitzplatte verwendet werden, und den Schalter SW3 zum Schalten der Verbindung zu diesen Widerständen R1, R2, um die Spannung an dem Widerstand R1 oder R2 selektiv zu dem Ausgangssignal zu addieren. Der Schalter SW3 und die Schlitzplatte werden mechanisch kooperiert und der Schalter SW3 schaltet. den Widerstand, wenn die Schlitzplatte bewegt wird. Da abhängig von den Widerstandswerten der Widerstände R1, R2 Schiebepositionsinformationen entsprechend der Schiebeposition erzeugt werden, kann folglich die Steuerung 200 die Art des Projektionskopfs und die Schiebeposition aus dem Ausgangssignal auf der Steuerungsseite erkennen und kann den Schwellenwert des Überwachungsstroms und den Projektionsunterdrückungsbefehl ändern. Bei der obigen Ausführungsform 7 sollte vorzugsweise der Reflexionstyp verwendet werden, bei dem der Projektionskopf und der Empfangskopf integriert sind. Bei der obigen Konfiguration ist die zur Steuerung des Schalters SW3 verwendete Verdrahtung notwendig. Bei dem Integraltyp kann jedoch, da die Verdrahtung in dem Kopf bereitgestellt werden kann, die Anzahl der Signalleitungen zu der Steuerungsseite reduziert werden und die Ausführungsform 7 kann zu einer Vereinfachung beitragen.
Wie oben beschrieben ist bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der photoelektrische Schalter des Kopfsteuerungs-getrennten Typs unter Verwendung des Lasers so konstruiert, daß nur der Überwachungsstrom des LD in dem Kopf gemessen wird, und dieser Strom wird dann verstärkt und der Steuerungsseite zugeführt, und auf der Steuerungsseite wird dann eine Abweichung erfaßt und entschieden. Folglich kann eine Größenreduktion des Kopfs erzielt werden. Ein photoelektrischer Schalter gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise als ein photoelektrischer Sensor verwendet werden, der erfaßt, ob das Ziel auf einer Produktionslinie in einer Fabrik und dergleichen anwesend ist oder nicht und ist auf photoelektrische Sensoren sowohl des Durchlaß- als auch des Reflexionstyps anwendbar. Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung auch auf einen photoelektrischen Sensor anwendbar, der eine optische Faser verwendet.
Für Fachleute ist erkennbar, daß verschiedene Modifikationen und Abänderungen an den beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken oder Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Es ist also beabsichtigt, daß die vorliegende Erfindung alle Modifikationen und Abänderungen der vorliegenden Erfindung abdeckt, die mit dem Schutzumfang der angefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente vereinbar sind.

Claims

Photoelektrischer Schalter, umfassend: einen Projektionskopf mit einer Lichtprojektionseinrichtung zum Projizieren von Licht auf einen Meßbereich; eine Steuerung mit einem separat von dem Projektionskopf vorgesehenen Steuerteil zur Steuerung von Licht, das von der Lichtprojektionseinrichtung projiziert ist, und zum Ausführen einer Meßoperation auf der Basis von Meßinformationen einer Lichtempfangseinrichtung, die Licht aus dem Meßbereich der Lichtprojektionseinrichtung empfängt; und ein Kopfkabel zum elektrischen Verbinden des Projektionskopfs und der Steuerung; wobei der Projektionskopf enthält: eine Überwachungslichtempfangseinrichtung zum Empfangen eines Teils des von der Lichtprojektionseinrichtung emittierten Lichts; und eine Projektionslichtmengensteuereinrichtung zum Ausführen einer Steuerung dergestalt, daß ein durch die Überwachungslichtempfangseinrichtung erhaltenes Überwachungssignal konstant gehalten wird, um die Menge projizierten Lichts der Lichtprojektionseinrichtung auf einem vorbestimmten Wert zu halten, und wobei der Steuerteil der Steuerung so ausgelegt ist, daß er eine Abweichung des Projektionskopfs auf der Basis des Überwachungssignals erfaßt, das über das Kopfkabel aus der zu überwachenden Überwachungslichtempfangseinrichtung erhalten wird, und dafür ausgelegt ist, das aus der Lichtprojektionseinrichtung emittierte Licht zu unterdrücken.
Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, wobei der Projektionskopf ferner folgendes enthält: eine Lichtprojektionseinrichtungsansteuerschaltung zum Ansteuern der Lichtprojektionseinrichtung, der Überwachungslichtempfangseinrichtung und der Projektionslichtmengensteuereinrichtung und eine Überwachungssignalerzeugungsschaltung zum Erzeugen des Überwachungssignals auf der Basis eines Signals, das durch die Überwachungslichtempfangseinrichtung gemessen wird, und wobei die Steuerung ferner folgendes enthält eine Überwachungssignalmeßschaltung zum Messen des durch die Überwachungssignalerzeugungsschaltung erzeugten Überwachungssignals über das Kopfkabel, eine Abweichungsentscheidungsschaltung zum Entscheiden einer Abweichung des Projektionskopfs auf der Basis von durch die Überwachungssignalmeßschaltung erhaltenen Informationen, eine Stromversorgungssteuerschaltung zum Zuführen einer Stromversorgung zu dem Projektionskopf und eine Timing-Steuerschaltung zum Steuern eines Timings dergestalt, daß die Stromversorgungssteuerschaltung einen Stromversorgungsimpuls an die Lichtprojektionseinrichtungsansteuerschaltung anlegt.
Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Überwachungslichtempfangseinrichtung des Projektionskopfs eine erste Überwachungslichtempfangseinrichtung zum Empfangen eines Teils des aus der Lichtprojektionseinrichtung emittierten Lichts und eine zweite Überwachungslichtempfangseinrichtung zum Empfangen eines anderen Teils des aus der Lichtprojektionseinrichtung emittierten Lichts enthält, wobei die Projektionslichtmengensteuereinrichtung des Projektionskopfs so ausgelegt ist, daß sie eine Abweichung des Projektionskopfs auf der Basis eines aus der ersten Überwachungslichtempfangseinrichtung erhaltenen ersten Überwachungssignals erfaßt, und so ausgelegt ist, daß sie das aus der Lichtprojektionseinrichtung projizierte Licht unterdrückt, und der Steuerteil der Steuerung so ausgelegt ist, daß er die Abweichung des Projektionskopfs auf der Basis eines zweiten Überwachungssignals erfaßt, das über das Kopfkabel aus der zu überwachenden zweiten Überwachungslichtempfangseinrichtung erhalten wird, und so ausgelegt ist, daß er das aus der Lichtprojektionseinrichtung projizierte Licht unterdrückt.
Photoelektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Projektionskopf ferner einen Überwachungssignalanfangswerthalteteil zum Halten eines Anfangswerts des aus der Überwachungslichtempfangseinrichtung erhaltenen Überwachungssignals enthält.
Photoelektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Projektionskopf ferner eine Gleichstrom-Beleuchtungsmeßschaltung zum Messen einer kontinuierlichen Beleuchtung der Lichtprojektionseinrichtung enthält, um eine Beleuchtung der Lichtprojektionseinrichtung zu steuern.
Photoelektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Kopfkabel folgendes enthält: eine Stromversorgungsleitung zum Zuführen einer Stromversorgung zur Ansteuerung der Lichtprojektionseinrichtung, eine Befehlsleitung zum Anweisen einer Projektion und einer Unterdrückung der Lichtprojektionseinrichtung und eine GND-Leitung.
Photoelektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Kopfkabel folgendes enthält: eine Signalstromversorgungsleitung zum Aussenden einer Stromversorgung zur Ansteuerung der Lichtprojektionseinrichtung mit einem Timing, mit dem die Lichtprojektionseinrichtung das Licht projiziert, und eine GND-Leitung.
Photoelektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Projektionskopf ferner folgendes enthält: eine Schlitzplatte, die so angeordnet ist, daß sie einer Lichtemissionsoberfläche der Lichtprojektionseinrichtung zugewandt ist, und in der mehrere Schlitzlöcher angeordnet sind, wobei die Innendurchmesser der Schlitzlöcher voneinander verschieden sind, und einen Schlitzumschaltteil zum Umschalten einer Position der Schlitzplatte dergestalt, daß ein beliebiges der mehreren Schlitzlöcher der Schlitzplatte der Lichtemissionsoberfläche der Lichtprojektionseinrichtung zugewandt sein kann, wobei ein Punktdurchmesser der Lichtprojektionseinrichtung auf eine gewünschte Größe eingeschränkt wird, wenn der Schlitzumschaltteil die Position der Schlitzlöcher der Schlitzplatte dergestalt einstellt, daß eines der Schlitzlöcher der Lichtemissionsoberfläche der Lichtprojektionseinrichtung zugewandt ist, und wobei die Steuerung so konstruiert ist, daß sie die Position der Schlitzplatte des Projektionskopfs mißt.
Photoelektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuerung ferner einen Abweichungsausgabeteil zum Informieren über eine Abweichung, wenn der Abweichungsausgabeteil die Abweichung des Projektionskopfs erfaßt, enthält.
Photoelektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Steuerteil der Steuerung so ausgelegt ist, daß er die Stromversorgungssteuerschaltung so steuert, daß die Projektion des Lichts aus der Lichtprojektionseinrichtung gestoppt wird, wenn der Steuerteil eine Abweichung des Projektionskopfs erfaßt.
Photoelektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend einen Empfangskopf mit der Lichtempfangseinrichtung.
Photoelektrischer Schalter, umfassend: einen Projektionskopf mit einem Halbleiterlaser als Lichtprojektionseinrichtung, die Licht auf einen Meßbereich projiziert; einen Empfangskopf mit einer Lichtempfangseinrichtung zum Empfangen von Licht aus dem Meßbereich der Lichtprojektionseinrichtung; eine Steuerung mit einem separat von dem Projektionskopf vorgesehenen Steuerteil zur Steuerung von aus der Lichtprojektionseinrichtung projiziertem Licht und außerdem zum Ausführen einer Meßoperation auf der Basis der Menge empfangenen Lichts der Lichtempfangseinrichtung; und ein Kopfkabel zum elektrischen Verbinden des Projektionskopfs und der Steuerung; wobei der Projektionskopf folgendes enthält: eine Überwachungslichtempfangseinrichtung zum Empfangen eines Teils des Lichts, das die Lichtprojektionseinrichtung emittiert, und eine Projektionslichtmengensteuereinrichtung zum Ausführen einer Steuerung dergestalt, daß ein durch die Überwachungslichtempfangseinrichtung erhaltenes Überwachungssignal konstant gehalten wird, um die Menge projizierten Lichts der Lichtprojektionseinrichtung auf einem vorbestimmten Wert zu halten, und wobei der Steuerteil der Steuerung so ausgelegt ist, daß er eine Abweichung des Projektionskopfs auf der Basis des Überwachungssignals erfaßt, das über das Kopfkabel aus der zu überwachenden Überwachungslichtempfangseinrichtung erhalten wird, und so ausgelegt ist, daß er die Projektion des Lichts aus der Lichtprojektionseinrichtung stoppt.
Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Empfangskopf separat von dem Projektionskopf und der Steuerung vorgesehen ist.
Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Empfangskopf separat von der Steuerung bereitgestellt und mit dem Projektionskopf integriert ist.
Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Empfangskopf separat von dem Projektionskopf bereitgestellt und mit der Steuerung integriert ist.