JP2002305433A - 光電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数個を隣接して配置した場合に、各光電セ
ンサでのマイコン処理によるずれが累積されることなく
下位の光電センサに同期信号を順次伝送することが可能
な光電センサを提供する。 【解決手段】 ステップＳ１，Ｓ２で、受信同期信号Si
を受けたかが判断され、その受信同期信号Siを受ける毎
に、その受信周期Ｔが測定される。ステップＳ３で、受
信周期Ｔと、予め記憶された基準周期との大小が比較さ
れる。この基準周期は、例えば電源投入当初に１台目か
ら順次同期信号を伝送させたときの各光電センサ１０の
受信周期を記憶させることで設定されている。両者が一
致する場合には、正規のタイミング（１０μｓ）後に投
光信号St及び送信同期信号Soを出力する（ステップＳ
４，Ｓ７）。一致しない場合には、ステップＳ５，ステ
ップＳ６において、周期差Ｄを算出してウエイト時間Ｂ
を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数個が隣接して
配置される光電センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】光電センサは、光を照射する投光手段
と、この投光手段から照射された光の反射光又は透過光
を受ける受光手段とを備え、投光手段が光を照射するタ
イミングで受光手段が受光動作を行うことにより反射光
又は透過光が入射しているか否かを判断する。ところ
が、例えば図５に示すように、複数の光電センサ１を隣
接して配置する場合、各光電センサ１は隣接する他の光
電センサ１の投光に基づく反射光又は透過光を受光する
ことによる相互干渉を生じるおそれがある。そのため、
従来から複数個の光電センサ１を隣接して配置する場合
は、それぞれの光電センサ１の投光タイミングが重なら
ないように光電センサ１の投光タイミングを制御する必
要があった。

【０００３】このような光電センサ１としては、例えば
特開平4-188911号などのように、光電センサ１の両側面
に同期用の投光素子２及び受光素子３をそれぞれ設けて
（図６参照）、同期用受光素子３が隣接する他の光電セ
ンサ１から同期信号を受けると、所定時間（例えば１０
μｓ）後に投光手段を駆動させると同時に、同期用投光
素子２を発光させて隣接する次の光電センサ１に同期信
号を与えるようにして投光タイミングを制御するものが
ある。この構成であれば、例えば、５台の光電センサ１
を隣接して配置した場合、図７に示すように、１台目の
光電センサ１が投光動作を行うと、その隣の２台目の光
電センサ１が１０μｓ後に投光動作を行い、１０μｓ毎
に順次隣の光電センサ１が投光動作を行ことになり、も
って各光電センサ１間の投光タイミングが重なることな
く相互干渉を防止することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の光電センサにおける制御はマイクロコンピュータ
（以下、「マイコン」という）により実行されるが、受
信手段の受信タイミングに対して、マイコンの処理にず
れが生じる場合がある。即ち、隣接した光電センサ１か
ら同期信号を受けてから次の光電センサ１に同期信号を
与える送信タイミング及び投光手段の投光タイミングが
正規のタイミングよりも遅くなったり、早くなったりす
ることがある。

【０００５】ここで、送信タイミング及び投光タイミン
グが遅れる場合、例えば、図８に示すように、２台目の
光電センサ１において同期信号を受信してから投光動作
及び次の同期信号への送信までの時間が正規の時間１０
μｓに対してΔｔ遅れたとすると、２台目の投光手段の
投光周期は５０μｓ＋Δｔとなって、正規の投光周期５
０μｓに対してΔｔだけ長くなる。それと共に３台目の
光電センサ１は同期信号の受信タイミングが正規の時間
１０μｓからΔｔだけ遅れることになる。そして、この
３台目でもマイコン処理のずれによってΔｔ遅れが生じ
ると、結局、その投光周期は５０μｓ＋Δｔ×２となっ
て、Δｔ×２だけ長くなってしまう。さらに、５台目の
光電センサ１でもマイコン処理のずれでΔｔ遅れが生じ
ると、その投光周期は５０μｓ＋Δｔ×３となってΔｔ
×３も長くなってしまうことになる。即ち、各光電セン
サ１において生じたマイコン処理による遅れΔｔが、順
次に次の光電センサ１に累積的に引継がれていき、次第
に投光周期が正規の周期に対して大きく遅れていくこと
になる。このことは、投光手段の投光タイミングに同期
して動作する受光手段の受光タイミングも順次遅れてい
くこと、つまり応答速度が順次遅くなることを意味す
る。従って、例えば、移動物体を検出する場合に、その
移動速度に検出タイミングが対応できず移動物体の検出
ができなくなるおそれがある。

【０００６】一方、例えば同図において、２台目、３台
目及び５台目においてマイコン処理により送信タイミン
グ及び投光タイミングがΔｔだけ早くなる場合には、逆
に投光周期が正規の周期５０μｓより短くなり、そのず
れはやはり順次に次の光電センサ１に累積的に引継がれ
て、次第に短くなる。ここで、前記マイコンは１回の投
光動作に対して次の投光動作までの非投光期間の間に投
光動作、受光動作、検出動作等のさまざまな処理が行わ
れており、ある程度の処理時間を要するが、前記のよう
に投光周期がどんどん短くなると投光周期がマイコン処
理時間以下となってマイコンが正常な処理することがで
きなくなり、誤検出を招くおそれが生じ得る。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、複数個を隣接して配置した場合に、各
光電センサでのマイコン処理によるずれが累積されるこ
となく下位の光電センサに同期信号を順次伝送すること
が可能な光電センサを提供するところにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明に係る光電センサは、複数個が隣接
して配置される光電センサであって、光電センサには、
光を照射する投光手段と、この投光手段から照射された
光の反射光または透過光を受光する受光手段と、他の光
電センサからの同期信号を受信する受信手段と、他の光
電センサに同期信号を送信する送信手段と、受信手段が
同期信号を受けたことを条件に、投光手段及び受光手段
を駆動させると共に、所定時間後に送信手段を駆動させ
るように制御する制御手段とが備えられ、予め付けた順
位が上位の光電センサから下位の光電センサへと順次同
期信号を伝送させて、順番に投受光動作させることで各
光電センサ間の干渉を防止することが可能な光電センサ
において、光電センサには、受信手段が受ける同期信号
の受信周期を随時測定する受信周期測定手段と、受信周
期測定手段により測定された受信周期と、予め記憶され
た所定基準周期とを比較し、それらの両者間に誤差が生
じたときに、送信手段の駆動周期が正規の周期になるよ
うに、所定時間を誤差分で補正する補正手段とが備えら
れているところに特徴を有する。

【０００９】

【発明の作用及び効果】隣接して配置された複数の光電
センサは、順位が上位の光電センサから同期信号を受信
すると、投光及び受光動作を行うと共に、所定時間経過
後に送信手段を駆動させて、次の順位の光電センサに同
期信号を与え、その次の順位の光電センサがその同期信
号に基づいて投光及び受光動作を行うと共に、所定時間
経過後に送信手段を駆動させていく。このように、順位
が上位の光電センサから下位の光電センサへと順次同期
信号を伝送させて、それらの光電センサを順番に投受光
動作させることで、互いの投光タイミングが重なること
なく相互干渉を回避することができる。

【００１０】ここで、例えば、上位の光電センサにおい
て、制御手段の処置にずれが生じると、次の順位の光電
センサに与える同期信号の送信タイミングも正規のタイ
ミングに対してずれが生じ、前記次の光電センサにおけ
る受信手段の受信周期も正規の周期に対してずれが生じ
る。ここで、請求項１の構成によれば、受信周期測定手
段により測定された受信周期と、予め記憶された所定基
準周期とに誤差が生じ、補正手段により送信手段の駆動
周期が正規の周期になるように、その誤差分、前記所定
時間が補正される。すなわち、受信手段が同期信号を受
けてから送信手段を駆動させるための前記所定時間を、
前記誤差に基づいて増減補正することで、下位の光電セ
ンサに同期信号を与える送信タイミングを正規のタイミ
ングに補正する。これにより、上位の光電センサで生じ
た制御手段での処理によるずれを、下位の光電センサに
おいて累積することなく排除することが可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞本発明の第１実
施形態を図１ないし図３によって説明する。本実施形態
の光電センサ１０は、図１に示すように、光を照射する
投光手段１１、この投光手段１１から照射された光の反
射光を受光する受光手段１２、隣接する他の光電センサ
１０との間で同期信号を伝送するための同期用の受光素
子１３及び投光素子１４、出力回路１５と、ＣＰＵ１６
とを備え、ここでは、例えば５台が隣接して並べられて
いる。なお、以下において、これらの光電センサ１０に
１から５の順位を付けて、１台目（同図において最上に
記載された光電センサ１０），２台目．．．，５台目
（同図において最下に記載された光電センサ１０）と称
して説明する。

【００１２】ＣＰＵ１６は、まず光電センサ１０本体の
電源投入時に同期用投光素子１４に送信同期信号Soを与
えると共に、同期用受光素子１３からの受信同期信号Si
を受けたかどうかを検知する。受信同期信号Siを受けな
かった場合には、それ以降「いわゆる親機」として機能
することになる。より詳しくは、ＣＰＵ１６は、例えば
５０μｓの周期で投光手段１１に投光信号Stを、同期用
投光素子１４に送信同期信号Soをそれぞれ与えると共
に、その投光手段１１に投光信号Stを与えるタイミング
に同期した時期において受光手段１２からの受光信号レ
ベルが所定値以下であるかどうかを判断して、その結果
に基づく検出信号を出力回路１５に与える。

【００１３】一方、受けた場合には、それ以降「いわゆ
る子機」として機能することになる。より詳しくは、Ｃ
ＰＵ１６は、同期用受光素子１３から受信同期信号Siを
受けると、それから例えば１０μｓのウエイト時間経過
後に、投光手段１１に投光信号Stを、同期用投光素子１
４に送信同期信号Soをそれぞれ与え、その投光手段１１
に投光信号Stを与えるタイミングに同期した時期におい
て受光手段１２からの受光信号レベルが所定値以下であ
るかどうかを判断して、その結果に基づく検出信号を出
力回路１５に与える。本実施形態では、図１に示した５
台の光電センサ１０のうち電源投入時に同期用受光素子
１３に同期信号が入射しない１台目の光電センサ１０が
「親機」として機能し、２〜５台目が「子機」として機
能することになる。そして、図２に示すように、１台目
の光電センサ１０から５０μｓの周期で出射される同期
信号は、２〜５台目の各光電センサ１０において１０μ
ｓ遅延されて順次伝送されると共に、それに同期して１
０μｓ毎にずらして各光電センサ１０が投受光動作を行
うことになり、もって各光電センサ１０間の相互干渉を
防止することが可能になる。

【００１４】さて、本実施形態の各光電センサ１０のＣ
ＰＵ１６は、図３のフローチャートに示す内容を実行し
て、本発明にいう「受信周期測定手段」及び「補正手
段」として機能する。より詳しくは、ステップＳ１及び
ステップＳ２において、受信同期信号Siを受けたかどう
かが判断され、その受信同期信号Siを受ける毎に、その
受信周期Ｔが測定される。そして、ステップＳ３におい
て、測定された受信周期Ｔと、予め記憶された基準周期
との大小が比較される。なお、この基準周期は、例えば
電源投入当初に１台目から順次同期信号を伝送させたと
きの各光電センサ１０の受信周期を記憶させることで設
定されている。各光電センサ１０のＣＰＵ１６の処理の
ばらつきによって実際に記憶される基準周期に対応する
値（パラメータ）は異なることもあり得るが、説明を簡
略化させるために、本実施形態では子機としての全ての
光電センサ１０のＣＰＵ１６は、基準周期として１台目
（親機）の投光周期と同じ値（５０μｓ）が記憶された
ものとする。

【００１５】ここで、両者が一致する場合には、正規の
タイミング、即ち受信同期信号Siを受けてから１０μｓ
後に投光信号St及び送信同期信号Soを出力する（ステッ
プＳ４，Ｓ７）。一方、一致しない場合には、ステップ
Ｓ５及びステップＳ６において、周期差Ｄを算出してウ
エイト時間Ｂを補正する。より詳しくは、受信周期Ｔが
基準周期より長くなった場合には、正規のウエイト時間
（１０μｓ）から周期差Ｄを差し引いた時間（１０μｓ
−Ｄ）経過後に投光信号St及び送信同期信号Soを出力す
る（ステップＳ７）。逆に、受信周期Ｔが基準周期より
短くなった場合には、正規のウエイト時間（１０μｓ）
に周期差Ｄを加えた時間（１０μｓ＋Ｄ）経過後に投光
信号St及び送信同期信号Soを出力する（ステップＳ
７）。

【００１６】このような構成によれば、例えば、図２に
示すように、２台目の光電センサ１０において、ＣＰＵ
１６の処理のずれにより受信同期信号Siを受けてから投
光信号St及び送信同期信号Soを出力する時間が正規のウ
エイト時間（１０μｓ）に対してΔｔ（同図では、斜線
で塗り潰された部分）遅れたとすると、次の３台目の受
信周期Ｔはやはり５０μｓ＋Δｔとなる。ここで、３台
目において、上述したようにＣＰＵ１６が補正手段とし
て機能して、正規のウエイト時間（１０μｓ）からΔｔ
（同図では、網掛け部分）だけ差し引いた時間（１０μ
ｓ−Δｔ）経過後に投光信号St及び送信同期信号Soを出
力するように動作することになる。これにより、４台目
は、正規の受信周期（５０μｓ）で受信同期信号Siを受
けることができるので、たとえ４台目の光電センサ１０
でも、ＣＰＵ１６の処理による遅れΔｔ（同図では、斜
線で塗り潰された部分）が生じたとしても、２台目の光
電センサ１０で生じたＣＰＵ１６の処理の遅れΔｔが累
積されることはない。そして、４台目で生じた処理の遅
れΔｔも５台目の光電センサ１０において排除されるこ
とになる。このように、上位の光電センサ１０で生じた
ＣＰＵ１６での処理によるずれを、下位の光電センサ１
０において累積することなく排除することが可能にな
る。なお、本実施形態では、図２に示すように、２台目
の光電センサ１０においてＣＰＵ１６の処理の遅れΔｔ
が継続したとしても、４台目の光電センサ１０において
基準周期に対する受信周期Ｔの周期差Δｔに基づいて補
正がなされ、やはり上位の光電センサ１０で生じたずれ
を下位の光電センサ１０において累積することなく排除
することが可能になる。

【００１７】＜第２実施形態＞図４は、第２実施形態を
示す。前記第１実施形態との相違は、前記第１実施形態
では補正の対象を常に正規のウエイト時間（１０μｓ）
としたが、本実施形態では、一旦補正がなされたときに
はその補正後のウエイト時間（例えば１０μｓ−Δｔ）
を記憶するようにして、その補正後のウエイト時間を補
正の対象とするところにあり、その他の点は前記第１実
施形態と同様である。従って、第１実施形態と同一符号
を付して詳細な説明を省略し、異なるところのみを次に
説明する。

【００１８】この構成によれば、図４に示すように、３
台目においては補正後のウエイト時間（１０μｓ−Δ
ｔ）が維持され、４台目において受信周期Ｔが長くなる
が、やはり５台目で補正がなされる。このように、第１
実施形態と同様、上位の光電センサ１０で生じたずれを
下位の光電センサ１０において累積することなく排除す
ることが可能になる。

【００１９】＜他の実施形態＞本発明は、前記各実施形
態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明する
ような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さら
に、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更し
て実施することができる。

【００２０】（１）上記各実施形態では、光電センサ１
０間の同期信号の伝送手段として、同期用の投光素子１
４及び受光素子１３を設けて、配線を要しないいわゆる
無線式としたが、これに限られず、各光電センサ１０間
を信号線或いはコネクタ手段を介して接続して同期信号
を伝送するいわゆる有線式によるものであってもよい。

【００２１】（２）上記各実施形態では、反射型の光電
センサ１０を例にして説明したが、これに限らず、透過
型の光電センサであってもよく、または、複数個の投光
素子及び受光素子をそれぞれ一列に並べて個別のケース
に収容して対向状態にするエリアセンサにも適用でき、
もちろん投光素子からの光を光ファイバーで検出箇所に
導くファイバセンサにも適用することができる。

【００２２】（３）上記各実施形態では、同種の光電セ
ンサ１０を、上述した電源投入時の一連の操作により、
「いわゆる親機」として機能する光電センサ１０と「い
わゆる子機」として機能する光電センサ１０とに設定し
た、これに限られず、それぞれ親機専用の光電センサ
と、子機専用の光電センサであってもよい。また、全て
が子機としての機能のみを有し、そのうちの１台に外部
から同期信号を与えられて順次各光電センサ間で伝送す
るように構成されるものであってもよい。

【００２３】（４）上記各実施形態では、投光信号Stの
出力タイミングは、送信同期信号Soと同時期としたが、
これに限られず、例えば、ＣＰＵ１６が受信同期信号Si
を受けたときに同時であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示すブロック図

【図２】第１実施形態のタイミングチャート

【図３】ＣＰＵ動作を示すフローチャート図

【図４】第２実施形態のタイミングチャート

【図５】光電センサを並べて配置した例を示す斜視図

【図６】その１台を示した斜視図

【図７】従来の光電センサの説明のためのタイミングチ
ャート図（１）

【図８】従来の光電センサの説明のためのタイミングチ
ャート図（２）

【符号の説明】

１０…光電センサ １１…投光手段 １２…受光手段 １３…同期用受光素子 １４…同期用投光素子 Ｂ…ウエイト時間 １６…ＣＰＵ Ｄ…周期差 Ｔ…受信周期 Si…受信同期信号 So…送信同期信号 St…投光信号

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G065 AB16 AB22 AB23 AB28 BA01 BC04 BC22 BC33 BC35 DA15 DA20 5G055 AA05 AC02 AE49 AG17 5J050 AA13 BB17 BB18 CC00 EE31 EE39 FF02 FF08

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個が隣接して配置される光電センサ
   であって、 前記光電センサには、光を照射する投光手段と、 この投光手段から照射された光の反射光または透過光を
   受光する受光手段と、 他の光電センサからの同期信号を受信する受信手段と、 他の光電センサに同期信号を送信する送信手段と、 前記受信手段が同期信号を受けたことを条件に、前記投
   光手段及び前記受光手段を駆動させると共に、所定時間
   後に前記送信手段を駆動させるように制御する制御手段
   とが備えられ、予め付けた順位が上位の光電センサから
   下位の光電センサへと順次同期信号を伝送させて、順番
   に投受光動作させることで各光電センサ間の干渉を防止
   することが可能な光電センサにおいて、 前記光電センサには、前記受信手段が受ける同期信号の
   受信周期を随時測定する受信周期測定手段と、 前記受信周期測定手段により測定された受信周期と、予
   め記憶された所定基準周期とを比較し、それらの両者間
   に誤差が生じたときに、前記送信手段の駆動周期が正規
   の周期になるように、前記所定時間を前記誤差分で補正
   する補正手段とが備えられていることを特徴とする光電
   センサ。