JP2002124168A

JP2002124168A - 多光軸光電センサ

Info

Publication number: JP2002124168A
Application number: JP2001242221A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Akagi; 哲也赤木; Shinichiro Iura; 慎一郎井浦; Satoru Shimokawa; 覚下川
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2002-04-26
Anticipated expiration: 2021-08-09
Also published as: JP3724397B2

Abstract

(57)【要約】【課題】各光軸が十分な余裕度を持つ受光状態に調整
されたかどうかを把握しながら光軸調整を行えるように
する。【解決手段】投光器１側で各投光素子３を順次発光さ
せるのに応じて、受光器２側で発光した投光素子３に対
応する受光素子４の得た受光量を取り込み、その中から
最小レベルとなる受光量を検出する。投光器１，受光器
２には、それぞれ複数個の発光体Ｌ０〜Ｌ７によるバー
グラフ表示器が設けられている。受光器２側の制御回路
１３は、前記最小受光量を示すバーグラフを表示するた
めの点灯パターンを決定し、自装置内の発光体駆動回路
１７を制御する。またこの点灯パターンを示す制御信号
は、通信回路１５，１４を介して投光器１側の制御回路
１２に与えられ、投光器１側で発光体駆動回路１６を同
様に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数個の投光素子と
受光素子とを一対一の関係で向かい合わせることにより
複数の平行な光軸が設定され、光軸毎に遮光状態を判別
して物体を検出する多光軸光電センサに関するもので、
特に、センサの光軸調整を円滑に行うための技術に関連
する。

【０００２】

【従来の技術】この種の多光軸光電センサは、複数の投
光素子が一列に配置された投光器と、投光素子と同数の
受光素子が一列に配置された受光器とを、所定の距離を
隔てて設置して成る。投受光器の設置時には、各投光素
子と各受光素子とが一対一の関係で向かい合うように調
整することにより、投受光器の各光軸が位置合わせされ
る。投受光素子の組合せ毎に位置合わせされた光軸は、
素子の並び方向に沿って平行に整列し、２次元状の検知
エリアを形成する。

【０００３】前記投受光器には、それぞれ投光素子，受
光素子の動作を制御するための制御回路が組み込まれて
いる。投光器側の制御回路は、各投光素子を順に発光さ
せる処理を繰り返し行う。受光器側の制御回路は、各受
光素子からの出力をそれぞれ対応する投光素子の発光動
作に同期するタイミングで取り込みつつ、各受光量を所
定のしきい値と個別に比較する。この比較において、た
とえ１つでもしきい値を下回る受光量があると、制御回
路は、外部に対し、異常を知らせる検知信号を出力す
る。

【０００４】このような構成のセンサでは、検知エリア
内の侵入物体を確実に検知する都合上、多数の素子を間
隔を密にして設定するとともに、投光器のレンズを含む
光学系により、指向角を絞って光を出射している。した
がって投光素子と受光素子との位置が微妙にずれただけ
で、物体検知に必要なレベルの光を受光素子に取り込め
なくなるので、センサ設置時には投受光器の各光軸を正
確に合わせる必要がある。しかしながら通常、投光器と
受光器とは、数メートルの距離を隔てて設置されるの
で、光軸の調整は非常に困難である。

【０００５】上記の問題を解決するために、特開平１１
−３４５５４８号公報では、投光器や受光器の適所に複
数の表示灯を一列に配置し、この表示灯により受光量が
一定のしきい値を超えた光軸の数が光軸数全体に対しど
の位の割合になるかを示すバーグラフを表示するように
している。この方法によれば、全ての表示灯が点灯する
ことによっていずれの光軸も物体を検知可能なレベルに
位置合わせされたことになるので、作業者に光軸の調整
状態をわかりやすく示して設置作業を円滑に進めること
が可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】多光軸光電センサの光
軸調整においては、仮に受光素子が投光素子に向き合っ
た状態になったとしても、遮光状態を判別するためのし
きい値ぎりぎりで光軸調整を終了した場合は、振動の影
響などで光軸がわずかにずれただけでも受光量が落ち込
み、誤検知が生じる虞がある。したがって受光量が前記
遮光状態の判定基準となるしきい値を超えた後も、その
しきい値からある程度の余裕度を持つ値に達するまで光
軸調整を続けるのが望ましい。しかしながら前記特開平
１１−３４５５４８号公報の方法では、各光軸の受光量
を光軸の入光，遮光を判別するためのしきい値と比較し
て、しきい値を越える受光量が得られた光軸の割合を示
すだけであり、しきい値からの余裕度はなんら示されて
いないから、光軸が望ましい状態に合わせられたか否か
まで判別できない、という問題がある。

【０００７】また上記公報の方法では、受光量がしきい
値を越える光軸が出現して初めてバーグラフ表示が行わ
れるので、いずれの光軸でもしきい値を超える受光量が
得られていない状態下では、なんの指標も示されず、設
置作業を支援できない。

【０００８】さらにこの種のセンサでは、設置後も、光
軸のずれに対応するために、前記バーグラフ表示を常時
行うのが望ましいが、各表示灯を常時点灯させると、消
費電流が大きくなって経済性が悪い、という問題が生じ
る。

【０００９】この発明は上記各問題点に着目してなされ
たもので、各光軸が、それぞれ遮光状態を判定するため
のしきい値に対して十分な余裕度を持つ受光状態にまで
調整されるように光軸調整作業を支援し、もって信頼性
の高い物体検知環境を設定することを第１の目的とす
る。

【００１０】またこの発明は、いずれの光軸も合わせら
れていない時点でも、光軸合わせの指標となる情報を提
示することにより、光軸の調整作業を初期段階から十分
に支援できるようにすることを第２の目的とする。

【００１１】加えてこの発明は、前記情報を発光体を用
いた表示により提示する場合に、発光体を常時点灯させ
ることによる消費電力を削減してセンサ稼働時のコスト
を下げることを第３の目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる多光軸
センサは、複数個の投光素子が一列に配置された投光器
と、前記投光素子と同数の受光素子が一列に配置された
受光器とを具備するもので、前記投光器と受光器とを各
投光素子と各受光素子とが一対一に向かい合うように設
置することにより、複数本の平行な光軸による検知エリ
アが形成されており、所定の受光レベルをしきい値とし
て光軸毎の遮光状態を判別することによって、前記検知
エリアへの物体の侵入を検出するようにしている。さら
にこの多光軸センサには、投光器の各投光素子を順次発
光させる発光制御手段、各投光素子の発光動作に同期し
て、発光した素子に対向する受光素子による受光量を順
次取り込む受光量取得手段、各受光素子に対する受光量
の取込みが一巡する間に得られた受光量のうちの最小値
を検出する最小受光量検出手段、およびこの最小受光量
検出手段により検出された最小受光量を示す情報を出力
する出力手段が設けられる。

【００１３】一般に、前記投光素子には発光ダイオード
（ＬＥＤ）、受光素子にはフォトダイオード（ＰＤ）が
用いられる。上記構成の多光軸光電センサでは、発光制
御手段、受光量取得手段により、各投光素子の発光タイ
ミングに同期させて対応する受光素子より受光量を取り
込むことによって、受光素子毎の受光量が順次抽出され
る。最小受光量検出手段は、この受光量の取込みが一巡
した時点で、または受光量の取り込みが一巡する間の各
受光量を順に比較して、最小レベルの受光量を検出す
る。

【００１４】最小受光量を示す情報を出力する手段は、
前記受光量を、バーグラフ、円グラフなどによるアナロ
グ表示を行う手段として構成することができる。ただし
表示はアナログ表示に代えて、受光量を表す数字をディ
ジタル表示してもよい。なお、ディジタル表示の場合、
Ａ／Ｄ変換された受光量レベルをそのまま表示してもよ
いが、０，１，２，３・・・というように受光量レベル
を段階表示する方法をとることもできる。

【００１５】情報表示に用いられる表示器として、ＬＥ
Ｄなどの発光体による表示器や液晶表示器を、投光器，
受光器の少なくとも一方に配置すれば、作業者は、設置
作業を行いながら光軸の位置合わせ状態を確認すること
ができる。勿論、この種の表示器は、投受光器から独立
させて、たとえばディスプレイ装置によって構成され、
センサの設置位置の近傍で情報を表示するものであって
もよい。なお前記出力手段は、情報を表示する手段に限
らず、音声または効果音により情報を報知する手段とす
ることもできる。

【００１６】上記構成のように、各受光素子より得た受
光量のうちの最小受光量を出力する場合、この最小受光
量が遮光状態を判別するためのしきい値に対して余裕度
を持つレベルになれば、全ての光軸が余裕度を持って合
わせられたことになる。したがって作業者は、出力手段
から出力された最小受光量を示す情報によって、前記し
きい値に対し余裕度を持った状態で光軸調整を行ってい
るかどうかを把握しながら調整作業を行うことができる
から、最終的に、すべての光軸を前記しきい値に対して
十分な余裕度を持つ状態に調整することができ、信頼度
の高い物体検知環境を設定することが可能となる。また
前記しきい値を下回る状態にあるときから最小受光量を
出力するようにすれば、設置の初期段階から作業者に光
軸の調整状態を報知して、作業を支援することができ
る。

【００１７】前記最小受光量をアナログ表示する手段に
は、バーグラフを表示するための表示器と、前記表示器
に前記最小受光量検出手段により検出された最小受光量
を示すバーグラフを表示させる表示制御手段とを具備さ
せることができる。なお、前記表示器は、複数の発光器
を一列に配置し、点灯させる発光器の数によってバーグ
ラフの長さを変更するように構成することができる。ま
た画素を２次元配列して成る液晶表示器などの画像表示
手段により表示器を構成して、バーグラフの画像を表示
することもできる。またこの表示器は、投光器もしくは
受光器、または投光器および受光器の双方に設けること
ができる。

【００１８】前記表示器において、バーグラフの中間位
置に光軸の遮光状態を判別するためのしきい値に相当す
る受光量を対応させると、しきい値の前後の所定の範囲
での最小受光量の変化を表示することができ、受光量の
過不足状態をわかりやすく示すことが可能となる。なお
ここでいう中間位置とは、後記する図５（３）に示すよ
うに、バーグラフの両端を除く任意の位置のことであ
る。

【００１９】また表示器を、少なくとも２種類の色彩を
表示可能に構成し、表示制御手段を、前記遮光状態を判
別するためのしきい値を上回る受光量と前記しきい値を
下回る受光量とを異なる色彩で表示するように構成する
ことができる。たとえば前記しきい値を下回る受光量の
範囲を第１の色彩（たとえば赤色）で表示し、しきい値
を上回る受光量の範囲（受光量の余裕度）を第２の色彩
（たとえば緑色）で表示する（図５（４）参照。）とい
うように、バーグラフの色彩とグラフの長さとの組合せ
により、受光量の過不足度合をよりわかりやすく表示す
ることができる。

【００２０】なお前記表示器に２種類の色彩を表示させ
る場合、バーグラフの色彩をこれら２種類の色彩のいず
れかに切り替えて表示するように構成すれば、最小受光
量が遮光状態を判別するためのしきい値よりも大きいと
きと小さいときとでバーグラフの表示色を切り替えて示
すことができる。また最小受光量がしきい値よりも大き
いときと小さいときとでバーグラフの表示色を切り替え
ることにより、図５（５）に示すように、最小受光量が
しきい値よりも小さいときは、しきい値に対する受光量
の不足状態を示すバーグラフを表示し、最小受光量がし
きい値よりも大きいときは、しきい値に対する受光量の
余裕度を示すバーグラフを表示することも可能となる。

【００２１】また前記表示制御手段に、外部からの設定
データを受け付けて前記バーグラフの伸びる方向を変更
する機能を設ければ、投受光器を向きを反転させて設置
した場合などにも適切なバーグラフ表示を行うことが可
能となる。

【００２２】さらにこの発明の他の構成にかかる多光軸
光電センサは、前記と同様の発光制御手段および受光量
取得手段を具備するほか、適正に調整された光軸の数を
抽出するための光軸数抽出手段と、この光軸数抽出手段
による抽出結果を示す情報を表示する表示手段とを具備
する。

【００２３】前記光軸数抽出手段は、前記各受光素子に
対する受光量の取込みが一巡する間に得られた各受光量
に基づき、前記遮光状態を判別するためのしきい値より
所定量以上レベルの高い受光量が得られた光軸の数を抽
出するように構成される。ここで抽出の対象となる光軸
は、遮光状態を判別するためのしきい値ぎりぎりで調整
された場合よりも、余裕度を持って調整された光軸であ
る。たとえば遮光状態を判別するためのしきい値に対
し、最低限必要とする余裕度に相当する量だけ高い受光
レベルを光軸合わせしきい値として設定し、受光量取得
手段により得られた光軸毎の受光量をこの光軸合わせし
きい値と順に比較することによって、必要な余裕度を持
つ受光状態に調整された光軸の数を抽出することができ
る。

【００２４】前記表示手段は、投光器もしくは受光器、
または投光器および受光器の双方に設けられた表示器
と、この表示器の表示動作を制御するための表示制御手
段とを含む構成にすることができる。また表示される情
報は、前記光軸数抽出手段により抽出された光軸数であ
るが、光軸数そのものを表示するのに代えて、前記光軸
数の全光軸数に対する割合を表示することもできる。ま
た表示器は、バーグラフ，円形グラフなどのアナログ表
示を行うように構成することができるが、これに限ら
ず、前記光軸数や割合を示す数字を表示するディジタル
表示器とすることもできる。なお、バーグラフを表示す
る場合には、前記最小の受光量を表示する場合と同様
に、複数の発光体や画像表示によって行うことができ
る。

【００２５】上記構成の多光軸光電センサによれば、表
示手段により表示された情報によって余裕度を持つ受光
量まで調整された光軸数またはその割合を確認すること
ができるので、すべての光軸が余裕度を持つ受光状態に
なったことを示す表示がなされたときに調整作業を完了
することにより、各光軸を十分な余裕度を持つ受光状態
に調整することができる。したがって簡単かつ確実に調
整作業を行うことができ、前記した最小受光量に関する
情報を提供する構成のものと同様に、各光軸を十分に余
裕度を持つ受光状態にまで調整することができ、信頼性
の高い物体検知環境を設定することができる。

【００２６】さらにこの発明は、複数個の投光素子が一
列に配置された投光器と、投光素子と同数の受光素子が
一列に配置された受光器とが、各投光素子と各受光素子
とが一対一に向かい合うように設置され、各投光素子を
順次発光させる発光制御手段、各投光素子の発光動作に
同期して、発光した素子に対向する受光素子による受光
量を順次取り込む受光量取得手段、複数の発光体を有す
るアナログ表示器、前記受光量取得手段により取り込ま
れた受光量の状態を示す所定の情報をアナログ表示器に
表示させる表示制御手段を具備する多光軸光電センサで
あって、前記表示制御手段が、前記アナログ表示器に表
示させる情報が安定化したとき、発光中の発光体の輝度
を下げるように構成された多光軸光電センサを提供す
る。

【００２７】前記アナログ表示器は、複数の発光体によ
りバーグラフや円形グラフなどのグラフを表示する表示
器として構成することができ、前記した最小受光量を示
す情報や、前記遮光状態を判別するためのしきい値また
は光軸合わせ用しきい値を上回る受光量を得た光軸数な
どを表示することができる。

【００２８】上記構成の多光軸光電センサによれば、投
受光器の設置時にアナログ表示器の表示により光軸の調
整作業を支援した後、光軸が適正に調整されて表示され
る情報が安定化すると、発光中の発光体の輝度が下がる
ので、情報を表示しつつも稼働中のセンサの消費電力を
削減することができる。なおアナログ表示器の発光輝度
を下げた後も、振動の影響などにより表示される情報が
変動した場合は、発光輝度を最初のレベルに戻すのが望
ましい。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施例にか
かる多光軸光電センサの設置状態を示すもので、図中の
１は投光器を、２は受光器を、それぞれ示す。前記投受
光器１，２は、いずれも長手形状のケース体５を本体と
する。各ケース体５，５は、それぞれ一側面に図示しな
い窓部が形成されており、長手方向を垂直方向に対応さ
せ、各窓部を対向させた状態で設置される。

【００３０】投光器１には複数個の投光素子３が、受光
器２には前記投光素子３と同数の受光素子４が、それぞ
れ前記窓部に沿う位置に一列に並べた状態で組み込まれ
る。各投光素子３および各受光素子４は、いずれも所定
のピッチで配置される。投光器１と受光器２とを対向さ
せたとき、各投光素子３と各受光素子４とが一対一の関
係で向かい合うように設置することにより、各投受光素
子３，４の光軸が合わせられ、投受光器１，２間に、投
受光素子３，４の組合せ毎の光軸が平行に並ぶ２次元の
検知エリアＳが設定される。

【００３１】なお前記検知エリアＳは、たとえば産業用
ロボットのロボットアームの作業領域や、プレス機械に
おける型の往復動領域のような危険区域内に設置され、
前記検知エリアＳへの物体（作業者の身体など）の侵入
を検知すると、前記受光器２から機械側に異常検知信号
が出力される。機械側では、この異常検知信号を受け
て、機械の動作を停止させるなどの異常処理を行う。

【００３２】さらにこの実施例の多光軸光電センサで
は、投光器１および受光器２の本体の外側面（前記窓部
と反対側の面をいう）に、光軸の調整状態を示すための
バーグラフ表示器６が設置される。各バーグラフ表示器
６は、それぞれ複数個（図示例では８個）の発光体Ｌ０
〜Ｌ７を長手方向に沿って一列に配置したもので、いず
れのバーグラフ表示器６，６にも同じ情報が表示され
る。なお前記発光体Ｌ０〜Ｌ７および各投光素子３は、
いずれも発光ダイオードにより構成され、受光器２の受
光素子４は、フォトダイオードにより構成される。

【００３３】図２は、前記投光器１および受光器２の内
部の構成を示す。投光器１には、前記各投光素子３やバ
ーグラフ表示器６を構成する発光体Ｌ０〜Ｌ７のほか、
各投光素子３を個別に駆動する駆動回路７，光軸順次選
択回路１０，発光体駆動回路１６，制御回路１２，なら
びに受光器２との通信のための通信回路１４などが組み
込まれる。

【００３４】前記制御回路１２は、ＣＰＵやメモリを具
備するマイクロコンピュータであり、所定の時間間隔毎
に、投光素子発光用の駆動信号（以下これを「発光指示
信号」という。）を出力する。前記光軸順次選択回路１
０は、各投光素子３の駆動回路７を順に制御回路１２に
接続するためのゲート回路であって、この回路１０にお
ける切替処理により、前記制御回路１２からの発光指示
信号が各駆動回路７に順に与えられて、各投光素子３が
順に発光する。また制御回路１２は、前記通信回路１４
を介して、受光器２側に前記発光指示信号を出力するほ
か、受光器２より前記バーグラフ表示器６の表示を制御
するための制御信号の送信を受けて前記発光体駆動回路
１６を制御する。

【００３５】一方、受光器２には、前記各受光素子４や
バーグラフ表示器６を構成する発光体Ｌ０〜Ｌ７のほ
か、光軸順次選択回路１１，発光体駆動回路１７，増幅
回路１８，サンプルホールド回路１９，Ａ／Ｄ変換回路
２０，制御回路１３，通信回路１５などが組み込まれ
る。また各受光素子４と光軸順次選択回路１１との間に
は、それぞれ増幅回路８とアナログスイッチ９とが設け
られる。なお通信回路１５は、投光器１側の通信回路１
４とケーブル接続される。

【００３６】前記制御回路１３は、投光器１側の制御回
路１２と同様に、ＣＰＵやメモリを具備するマイクロコ
ンピュータにより構成される。この制御回路１３は、前
記通信回路１５を介して投光器１側からの発光指示信号
を受け取り、この発光指示信号に同期する信号を光軸順
次選択回路１１およびサンプルホールド回路１９に出力
する。前記光軸順次選択回路１１は、投光器１側の回路
１０と同様のゲート回路であって、前記制御回路１３か
らの同期信号を順にアナログスイッチ９に与えることに
より、アンプ８を介して受光素子４からの出力信号を順
に取り出す働きをする。なおこのアナログスイッチ９の
切替えは、前記投光器１側の投光素子３の発光順序に対
応するように行われており、これにより前記順次点灯し
た発光素子からの光に対応する受光量を示す信号（以下
「受光量レベル信号」という。）が順に取り出される。

【００３７】各受光素子４からの受光量レベル信号は、
アナログスイッチ９から増幅回路１８に入って再度増幅
された後、サンプルホールド回路１９においてサンプリ
ングされる。さらにサンプリングされた受光量レベル信
号はＡ／Ｄ変換回路２０によりディジタル変換されて、
制御回路１３に入力される。制御回路１３は、入力され
た受光量レベル信号のディジタル変換値（以下、「受光
量データ」という。）を、あらかじめ設定された遮光状
態を判別するためのしきい値（以下、「遮光判定しきい
値」という。）と比較する。そしていずれかの受光量デ
ータが遮光判定しきい値を下回ると、前記検知エリアＳ
に物体があると判別し、図示しない出力回路から前記異
常検知信号を出力する。

【００３８】また制御回路１３は、前記受光量データを
バーグラフ表示器６に対する表示制御のためにも使用す
る。バーグラフ表示器６の制御は、たとえば前記８個の
発光体のうちのどの発光体までを点灯させるかを示す点
灯パターン（通常８種類、全く点灯させない場合も含め
ると９種類の点灯パターンが考えられる。）を示す制御
信号を発光体駆動回路１７に与えることによって行われ
る。さらにこの制御信号は、通信回路１５を介して投光
器１側に送信され、投光器１側の制御回路１２を介して
発光体駆動回路１６に与えられる。

【００３９】図３は、前記受光器２の制御回路１３によ
るバーグラフ表示のための手順を示す。前記したよう
に、制御回路１３は、投光器１側から得た発光信号に同
期する信号を光軸順次選択回路１１およびサンプルホー
ルド回路１９に与えることにより、各投光素子３からの
光に対応する受光量データを順に取得する（図３のＳＴ
１）。１サイクル分の受光量データの取込みが完了する
と、ＳＴ２が「ＹＥＳ」となってＳＴ３に進み、得られ
た受光量データの中から最小レベルとなるものを抽出す
る。

【００４０】制御回路１３内のメモリには、図４に示す
ように、バーグラフ表示器６の８個の発光体Ｌ０〜Ｌ７
に対し、それぞれ所定の受光量レベルをしきい値ＴＨ０
〜ＴＨ７として対応づけたテーブルが設定される。なお
図示例の場合、ＴＨ０＜ＴＨ１＜ＴＨ２＜・・・＜ＴＨ
７となるように設定される。図３のＳＴ４では、前記最
小受光量を各しきい値ＴＨ０〜ＴＨ１と比較し、その比
較結果に応じていずれの発光体までを点灯させるかを決
定する。ＳＴ５では、前記決定した点灯パターンを示す
制御信号を生成し、発光体駆動回路１７および通信回路
１５に出力する。

【００４１】またこの実施例では、前記しきい値ＴＨ０
〜ＴＨ１のいずれかを遮光判定しきい値と同値にして、
前記遮光判定しきい値に対する最小受光量の過不足度合
いを示すようにしている。この設定によれば、バーグラ
フ表示器６により、最小受光量が遮光判定しきい値に対
し余裕度を持つレベルになったことがされたとき、すべ
ての光軸が適正な状態に調整されたことになるから、セ
ンサの設置時に、バーグラフ表示器６の表示を確認しな
がら作業を行うようにすれば、各光軸を正しく調整する
ことができる。

【００４２】図５は、前記バーグラフ表示器６による表
示例を示す。なお、図中の「オン領域」とは、前記遮光
判定しきい値以上になる受光量の範囲であり、「オフ領
域」とは、前記遮光判定しきい値を下回る受光量の範囲
である。

【００４３】図５（１）の例は、下から２番目の発光体
Ｌ１に前記遮光判定しきい値に相当するレベル（図中、
「オンレベル」と示す。）を対応づけることにより、最
小受光量が遮光判定しきい値に達するまで発光体Ｌ０の
みを点灯させ、最小受光量がオン領域に達した後は、そ
の受光量レベルに応じてＬ１以降の所定数の発光体を点
灯するようにしている。このような表示制御によれば、
作業者は、最小受光量がオン領域に到達するまでの状態
を持続的に確認できるとともに、最小受光量がオン領域
に達した後も、どの程度の余裕度があるかを確認しつつ
光軸の調整作業を行うことができる。

【００４４】図５（２）の例は、一番上の発光体Ｌ７に
遮光判定しきい値を対応づけることにより、このオン領
域に達するまでの最小受光量の動きを段階を追って表示
するようにしている。この例の場合、最小受光量がオン
領域に達するまでの状態がきめ細かく表示されるので、
初期の設置作業が行いやすいというメリットがある。た
だし最小受光量がオン領域に達した後の余裕度は表示さ
れない。

【００４５】図５（３）（４）の例は、下から４番目の
発光体Ｌ３に前記遮光判定しきい値を対応づけることに
より、最小受光量がオン領域に到達する前後の状態を確
認できるようにしたものである。特に図５（４）の例で
は、オフ領域に対応する３個の発光体Ｌ０〜Ｌ２に赤色
発光型のＬＥＤを採用し、オン領域に対応する残り５個
の発光体Ｌ３〜Ｌ７に緑色発光型のＬＥＤを採用するこ
とにより、受光量がオン，オフいずれの領域にあるか
を、その過不足の度合とともに、一層わかりやすく示す
ことができる。

【００４６】図５（５）の例は、各発光体Ｌ０〜Ｌ７に
それぞれ２種類の光源を組み込み、最小受光量がオフ領
域にあるときとオン領域にあるときとで発光色を切り替
えるようにしている。図示例では、最小受光量がオフ領
域にあるときは、各発光体Ｌ０〜Ｌ７をオフ領域に対応
させて、前記遮光判定しきい値までに不足する受光量に
応じた数の発光体を赤色に発光させる。さらにその後、
最小受光量がオンレベルに到達すると、各発光体Ｌ０〜
Ｌ７をオン領域に対応させて遮光判定しきい値を上回る
受光量に応じた数の発光体を緑色で点灯させる。

【００４７】上記図５（５）の例によれば、作業者は、
赤色光によるバーグラフが表示されている間はバーが低
くなるような調整を行い、緑色光によるバーグラフが表
示されている間はバーが高くなるような調整を行うこと
になる。このように、光軸の調整状態が、色およびバー
の高低により明確に示されるので、作業者は表示を参照
しながら各光軸を最適な状態に調整することができる。

【００４８】なお各発光体Ｌ０〜Ｌ７を２色発光可能に
構成した場合は、前記図５（４）と同様に、中間位置の
所定の発光体に遮光判定しきい値を対応づけておき、最
小受光量がオン領域に到達した時点で、バーグラフ全体
の表示色を赤色から緑色に切り替えるようにしてもよ
い。

【００４９】またこの種のセンサでは、受光量の減少に
より入光状態から遮光状態になったと判別するための遮
光判定しきい値と、受光量の増加により遮光状態から入
光状態になったと判別するための遮光判定しきい値とを
個別に設定し、前者のしきい値を後者のしきい値より低
く設定することにより、遮光状態の判定動作にヒステリ
シスを持たせる場合がある。この場合は、受光量の増加
時に使用する遮光判定しきい値を前記図５のオンレベル
に設定して、最小受光量の過不足状態を表示するのが望
ましい。

【００５０】ところで上記実施例では、最小受光量のレ
ベルをバーグラフとして表示することによって、各光軸
を余裕度を持つ状態にまで調整できるようにしたが、同
じ基本構成の多光軸光電センサにおいて、余裕度を持つ
受光状態にある光軸の数を示す情報を表示するようにし
てもよい。

【００５１】図６は、前記バーグラフ表示器６に光軸数
または光軸の割合を表示する場合の制御回路１３の処理
手順を示す。なお、この図６では、図３の手順と区別す
るために、個々の処理のステップを「ＳＴ１１」以降の
符号により示す。

【００５２】この手順では、各光軸が余裕度を持つ受光
状態になっているかどうかを判別するために、前記遮光
判定しきい値よりも所定量だけ高いレベルを光軸調整用
のしきい値として設定している。（以下、このしきい値
を「光軸合わせしきい値」という。またこの光軸合わせ
しきい値を上回る受光量の範囲を「調整完了領域」と呼
ぶことにする。）

【００５３】図中のＢ１，Ｂ２は、それぞれオン領域，
調整完了領域の各領域に達した光軸の数を計数するため
のカウンタであって、まず最初のＳＴ１１で、これらカ
ウンタＢ１，Ｂ２をゼロクリアした上で、受光量データ
の取込み処理を開始する。

【００５４】まず、ＳＴ１２で一光軸についての受光量
を取り込んだ後、ＳＴ１３〜１６では、この受光量を遮
光判定しきい値，光軸合わせしきい値の各しきい値と比
較し、受光量が遮光判定しきい値を上回る場合はＢ１
を、さらに光軸合わせしきい値を上回る場合はＢ２を、
それぞれインクリメントする。１サイクル分の受光量デ
ータの取込みが完了すると、ＳＴ１７が「ＹＥＳ」とな
ってＳＴ１８に進み、前記カウンタＢ１，Ｂ２の数に応
じて、前記８個の発光体Ｌ０〜Ｌ７のうちのどの発光体
を点灯させるかを決定する。ＳＴ１９では、決定した点
灯パターンを示す制御信号を生成し、発光体駆動回路１
７および通信回路１５に出力する。

【００５５】図７は、上記図６の手順による表示例を示
す。この例では、前記バーグラフ表示器６の８個の発光
体Ｌ０〜Ｌ７を上下４個ずつに分け、下半分の発光体Ｌ
０〜Ｌ３を赤色発光型のＬＥＤにより構成する一方、上
半分の発光体Ｌ４〜Ｌ７を緑色発光型のＬＥＤにより構
成する。（以下、赤色ＬＥＤによる発光体Ｌ０〜Ｌ３を
「第１グループ」、緑色ＬＥＤによる発光体Ｌ４〜Ｌ７
を「第２グループ」と呼ぶ。）そして第１グループの各
発光体Ｌ０〜Ｌ３によりオン領域に達している光軸の数
を表示し、さらに第２グループの各発光体Ｌ４〜Ｌ７に
より、調整完了領域に到達した光軸の数を表示するよう
にしている。

【００５６】なお、この例では、前記図６の手順での各
カウンタＢ１，Ｂ２の計数値に基づく光軸数を全光軸数
に対する割合に換算してパーセントを単位とした表示を
行っており、いずれのグループでも、Ｂ１，Ｂ２が全光
軸数の２５パーセントに相当する数だけ増える毎に、発
光体を下から順に１つずつ点灯させるようにしている。

【００５７】図７は、調整作業に応じた各発光体Ｌ０〜
Ｌ７の点灯状態の変化を示している。図７（１）は、い
ずれの光軸もオフ領域にある状態下での表示であって、
いずれのグループの発光体も完全消灯している。図７
（２）は、調整作業が進んで全体の５０パーセントの光
軸がオン領域に達しているが、調整完了領域に達した光
軸は２５パーセントに満たない状態を示す。

【００５８】図７（３）は、全体の７５パーセントの光
軸がオン領域に達するとともに、全体の２５パーセント
の光軸が調整完了領域に達したときの表示状態であり、
第１グループの３個の発光体Ｌ０〜Ｌ２と、第２グルー
プの最下位の発光体Ｌ４とが点灯している。図７（４）
（５）は、すべての光軸がオン領域に達しているが、ま
だ調整完了領域に達していない光軸があることを表示し
た状態であり、第１グループのすべての発光体Ｌ０〜Ｌ
３を点灯させて各光軸がオン領域に達したことを示すと
ともに、第２グループの未点灯の発光体Ｌ６，Ｌ７によ
って、光軸の調整が完了していないことを示している。
図７（６）は、すべての光軸が調整完了領域に達したと
きの表示状態であり、第１，第２のグループのすべての
発光体Ｌ０〜Ｌ７が点灯している。

【００５９】上記実施例によれば、バーグラフ表示器６
が図７（６）の表示状態を示すまで調整作業を続けるこ
とにより、すべての光軸を遮光判定しきい値に対して十
分な余裕度を持つ状態にまで調整することができる。ま
た前記第１，第２の２つのグループを設けることによ
り、オン領域には入っているが、調整完了領域のレベル
にまで到達していない光軸数を認識することができるの
で、作業員は、あとどのくらいの調整作業を行えば良い
かを把握しやすくなり、光軸調整を効率良く進めること
ができる。

【００６０】なお、前記図１，２の例では、投光器１，
受光器２のそれぞれにバーグラフ表示器６を設けている
が、必ずしも双方に表示器を設ける必要はなく、いずれ
か一方（設計上は受光器２が望ましい。）にのみ設置す
るようにしてもよい。またバーグラフ表示器６に代え
て、複数の発光体による円グラフを表示するなど、バー
以外のアナログ表示を行うようにしてもよい。また７セ
グメントの数値表示器などにより、最小受光量のレベル
や調整可能領域に達した光軸数などを度数表示すること
も可能である。このほか表示器を投受光器１，２から独
立させ、たとえば液晶のディスプレイ装置などで構成
し、投受光器１，２の近傍位置で情報を提示したり、音
声や効果音により情報を出力するようにしてもよい。

【００６１】ところでこの種の表示器は、各光軸の調整
作業が完了した時点で消灯するようにしてもよいが、セ
ンサ稼働後の振動などにより光軸がずれた場合を考慮し
て、常時、オン状態にしておくのが望ましい。ただし前
記バーグラフ表示器６などの発光体を用いた表示器を使
用する場合は、表示させる情報が安定した時点で発光中
の発光体の輝度を下げることにより、消費電力を抑える
のが望ましい。なお発光体の輝度を下げるには、図８に
示すように、前記発光体駆動回路１６，１７において、
発光体に与える駆動パルスの周期に対する駆動パルスの
幅の割合（デューティー比）を通常よりも小さくすれば
よい。

【００６２】図９は、前記発光体の輝度調節にかかる手
順を示す。なおこの手順は、バーグラフ表示器６に最小
受光量が表示される場合の手順であり、個々の処理のス
テップは「ＳＴ２１」以降の符号により示す。

【００６３】この図９の手順も、図３の手順と同様に、
受光器２側の制御回路１３で行われる。最初のＳＴ２１
の処理は、制御回路１３内のタイマをスタートさせる処
理であって、電源投入時などに行われる。この後、制御
回路１３は、前記図３のＳＴ３の処理に応じて、ＳＴ２
２以降の処理を実行する。（具体的には、ＳＴ２２以降
の処理は、ＳＴ３〜５のいずれかの処理が終了した時点
での割込処理として実行される。）

【００６４】まずＳＴ２２では、受光量データの取込み
が一巡した時点で得られる最小受光量ＡＤ_MINを求め、
つぎのＳＴ２３で、この最小受光量ＡＤ_MINを、一段階
前に得た最小受光量ＡＤ_LASTと比較する。両者が一致し
ない場合は、ＳＴ２３からＳＴ２４に進んで、前記タイ
マをリセットした後、ＳＴ２５で、最新の最小受光量Ａ
Ｄ_MINによりＡＤ_LASTを書き換え、ＳＴ２２に戻る。以
下、ＡＤ_MINとＡＤ_LASTとが一致するまで、毎時の最小
受光量ＡＤ_MINを取り込み、ＳＴ２２〜２５の処理を繰
り返す。

【００６５】ＳＴ２３でＡＤ_MINとＡＤ_LASTとが一致し
たと判別すると、以後、ＳＴ２２〜２７の処理により、
所定時間（Ｔ秒）が経過するまでＡＤ_MINとＡＤ_LASTと
の一致状態が持続するか否かを判別する。Ｔ秒の間、前
記一致状態が持続すると、最小受光量が安定化したと判
別してＳＴ２７に進み、前記バーグラフ表示器６の輝度
を下げることを決定する。

【００６６】この決定の後、制御回路１３は、前記発光
体制御回路１７に対し、発光中の発光体に対する駆動パ
ルス幅のデューティー比の変更を指示する制御信号を出
力するとともに、同様の制御信号を、通信回路１５を介
して投光器１に送信する。投光器１側の制御回路１２
は、通信回路１４を介してこの制御信号を取り込んだ
後、この制御信号に応じて自装置内の発光体駆動回路１
６を制御する。これにより投受光器１，２の各バーグラ
フ表示器６の輝度は、ほぼ同時に低い値に切り替えられ
る。

【００６７】なお上記の処理によりバーグラフの輝度を
低くした後に、振動などの影響を受けて光軸のずれが生
じ、最小受光量ＡＤ_MINに変化が生じた場合は、再びバ
ーグラフ表示器６の輝度を初期状態に戻すなどして、光
軸のずれを報知する必要がある。特に、光軸が大きくず
れて最小受光量ＡＤ_MINがオフ領域まで落ち込んだ場合
は、安全の確保のために前記異常検知信号を出力するな
どして、速やかな光軸の再調整を促すのが望ましい。

【００６８】一方、変動後の最小受光量ＡＤ_MINがオン
領域内に留まっている場合、上記のような異常処理にま
で移行する必要はないが、光軸に若干のずれが生じたこ
とを報知するために、バーグラフ表示器６を点滅表示さ
せたり、ブザーなどにより異常を報知するように設定す
るのが望ましい。

【００６９】なお、前記図６の手順によりバーグラフ表
示器６に光軸数を表示させる場合には、前記カウンタＢ
１，Ｂ２の値がともに全光軸数に相当する値のまま維持
される状態になったとき、発光体Ｌ０〜Ｌ７の輝度を下
げるのが望ましい。

【００７０】さらに前記バーグラフ表示器６には、上記
のような光軸調整のための情報表示機能のみならず、セ
ンサ内で発生する各種の異常を報知する機能を持たせる
こともできる。たとえば上記実施例のように８個の発光
体を具備する表示器の場合、各発光体のオンオフを組み
合わせることにより、異常の内容を８ビット構成の情報
として表示することができ、２⁸＝２５６通りの異常を
報知することが可能となる。

【００７１】なお、この種の投受光器１，２は、常に図
１の状態で取り付けられるとは限らず、上下反転させて
取り付けられたり、横向きに取り付けられる場合もあ
る。このように投受光器１，２の取付け方向が変更され
た場合、前記バーグラフの表示方向に違和感が生じる
（たとえば上から下に向かってバーが伸びるなど）こと
がある。

【００７２】このような問題は、前記投光器１と受光器
２とを接続する通信ケーブルに環境設定用のコンピュー
タ（パーソナルコンピュータやコンソールなどを指
す。）を接続し、このコンピュータから投受光器１，２
にバーグラフの表示方向に関する設定データを送信する
ことによって、解決することができる。すなわち投受光
器１，２に、外部のコンピュータからの入力を受け付け
るための通信モジュールと、入力された設定データに応
じて前記発光体駆動回路１６，１７への制御信号の出力
パターンを切り替えるようなソフトウェアを組み込むこ
とによって、前記バーグラフの表示方向を現場の所望す
る方向に設定することが可能となる。なおバーグラフ表
示器６を他のアナログ表示器やディジタル表示器に代え
た場合も、同様に、発光体の表示の順序や数字の表示方
向を、外部からの設定データに応じて切り替えることが
可能である。

【００７３】

【発明の効果】この発明では、複数の受光素子より得ら
れた受光量のうち最小値となる受光量を示す情報を出力
するようにしたので、遮光状態を判別するためのしきい
値に対して十分に余裕度を持つレベルまで各光軸が調整
されたかどうかを確認しながら光軸調整を行うことが可
能となり、信頼性の高い物体検知環境を設定することが
できる。また最小受光量が前記遮光状態を判別するため
のしきい値に到達する前から情報の出力を行うことによ
り、初期の作業の段階から作業者に光軸の位置合わせの
状態を報知して、光軸調整作業の負担を軽減することが
できる。

【００７４】さらにこの発明では、遮光状態を判別する
ためのしきい値より所定量以上レベルの高い受光量が得
られた光軸の数を抽出し、その抽出結果を示す情報を表
示するようにしたので、最小の受光量を出力する場合と
同様に、各光軸が十分に余裕度を持つ受光状態になって
いるかどうかを確認しながら光軸調整を行うことが可能
となり、信頼性の高い物体検知環境を設定することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる多光軸光電センサの設置例を
示す斜視図である。

【図２】多光軸光電センサの構成を示すブロック図であ
る。

【図３】バーグラフの第１の表示制御手順を示すフロー
チャートである。

【図４】バーグラフ表示器の各発光体としきい値との対
応関係を示す説明図である。

【図５】第１の表示制御手順により実現するバーグラフ
の表示例を示す説明図である。

【図６】バーグラフの第２の表示制御手順の示すフロー
チャートである。

【図７】第２の表示制御手順により実現するバーグラフ
の表示例を示す説明図である。

【図８】発光体の輝度を下げる原理を示す説明図であ
る。

【図９】バーグラフの輝度調節にかかる処理手順を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１投光器２受光器３投光素子４受光素子６バーグラフ表示器１０，１１光軸順次選択回路１２，１３制御回路１４，１５通信回路１６，１７発光体駆動回路１９サンプルホールド回路Ｌ０〜Ｌ８発光体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者下川覚京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地オムロン株式会社内Ｆターム(参考） 5G055 AA02 AB01 AC02 AD01 AD04 AD08 AE09 AE10 AE49 AG18 5J050 AA03 AA36 AA37 BB18 CC00 DD01 DD03 DD18 EE39 FF04 FF10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の投光素子が一列に配置された投
光器と、前記投光素子と同数の受光素子が一列に配置さ
れた受光器とを、各投光素子と各受光素子とが一対一に
向かい合うように設置し、所定の受光レベルをしきい値
として光軸毎に遮光状態を判別するようにした多光軸光
電センサにおいて、前記各投光素子を順次発光させる発光制御手段と、各投光素子の発光動作に同期して、発光した素子に対向
する受光素子による受光量を順次取り込む受光量取得手
段と、前記各受光素子に対する受光量の取込みが一巡する間に
得られた受光量のうちの最小値を検出する最小受光量検
出手段と、前記最小受光量検出手段により検出された最小受光量を
示す情報を出力する出力手段とを具備する多光軸光電セ
ンサ。
【請求項２】前記出力手段は、前記最小受光量をアナ
ログ表示する手段である請求項１に記載された多光軸光
電センサ。
【請求項３】前記最小受光量をアナログ表示する手段
は、バーグラフを表示するための表示器と、前記表示器
に前記最小受光量検出手段により検出された最小受光量
を示すバーグラフを表示させる表示制御手段とを具備す
る請求項２に記載された多光軸光電センサ。
【請求項４】前記表示制御手段は、前記表示器におい
て、バーグラフの中間位置に前記遮光状態を判別するた
めのしきい値に相当する受光量を対応させて成る請求項
３に記載された多光軸光電センサ。
【請求項５】前記表示器は、少なくとも２種類の色彩
を表示可能に構成され、前記表示制御手段は、前記遮光
状態を判別するためのしきい値を上回る受光量と前記し
きい値を下回る受光量とを異なる色彩で表示する請求項
３に記載された多光軸光電センサ。
【請求項６】前記表示器は、複数の発光体を一列に配
置して成り、前記表示制御手段は、前記表示器に表示させる情報が前
記光軸の遮光状態を判別するためのしきい値を上回る値
で安定化したとき、発光中の発光体の輝度を下げる請求
項３に記載された多光軸光電センサ。
【請求項７】前記表示制御手段は、外部からの設定デ
ータを受け付けて前記表示器のバーグラフの伸びる方向
を変更可能に構成されて成る請求項３に記載された多光
軸光電センサ。
【請求項８】複数個の投光素子が一列に配置された投
光器と、前記投光素子と同数の受光素子が一列に配置さ
れた受光器とを、各投光素子と各受光素子とが一対一に
向かい合うように設置し、所定の受光レベルをしきい値
として光軸毎に遮光状態を判別するようにした多光軸光
電センサにおいて、前記各投光素子を順次発光させる発光制御手段と、各投光素子の発光動作に同期して、発光した素子に対向
する受光素子による受光量を順次取り込む受光量取得手
段と、前記各受光素子に対する受光量の取込みが一巡する間に
得られた各受光量に基づき、前記遮光状態を判別するた
めのしきい値より所定量以上レベルの高い受光量が得ら
れた光軸の数を抽出する光軸数抽出手段と、前記光軸数抽出手段による抽出結果を示す情報を表示す
る表示手段とを具備する多光軸光電センサ。