JP2003158448A - 多光軸光電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光同期式の同期をより一層確実に取得可能な
ように構成する。 【解決手段】 本発明の多光軸光電センサ１は、検出エ
リア９に向けて光を照射すべく予め決められたタイミン
グで順次点灯される複数の投光素子４ａ〜４ｄと、これ
ら複数の投光素子４ａ〜４ｄと対をなすように設けら
れ、前記検出エリアからの光を受ける複数の受光素子７
ａ〜７ｄとを備えたものにおいて、投光サイクルの開始
時に発光させる一の投光素子４ａ〜４ｄを、投光サイク
ルを１回または複数回またはランダムな回数実行する毎
に、変更するように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対をなすように設
けられた複数の投光素子及び受光素子を備えてなる多光
軸光電センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば透過型で光同期式の多光軸光電セ
ンサは、複数の投光素子を備えた投光装置と、これらと
対をなす複数の受光素子を備えた受光装置とが対向する
ように独立に配置されて構成されている。そして、各投
光素子及び受光素子間に形成された複数の光軸の遮光状
態を検出することにより、所定の検出エリア内において
物体の侵入を検出している。

【０００３】このような構成の多光軸光電センサにおい
て、投光装置及び受光装置間での光同期式による同期の
取得は、次のようにして行われる。まず、投光装置に
は、全投光素子の発光を一巡させる投光サイクルの開始
時に発光させる一つの投光素子（以下、識別用投光素子
と称す）の発光時間（以下、識別用発光時間と称す）、
及び、各投光素子を順次発光させるための投光タイミン
グが予め設定されている。また、受光装置には、前記識
別用発光時間と略等しい値になるようにして、識別用投
光素子と対をなす受光素子（以下、識別用受光素子と称
す）の受光時間（以下、識別用受光時間と称す）が予め
設定されている。

【０００４】次に、投光サイクルの開始時において、受
光装置では、識別用受光素子の出力のみが有効化されて
おり、投光装置では、識別用投光素子を識別用発光時間
だけ発光させることにより光信号（以下、識別光と称
す）が出射される。続いて、受光装置では、識別用受光
素子にて識別光が受光信号として検出され、検出された
受光信号を計時した検出時間が識別用受光時間と一致し
た場合に、投光装置との同期がとられる。

【０００５】このようにして投光装置及び受光装置間の
同期が取得されると、引き続き、投光装置では、投光タ
イミングに従って各投光素子から光信号（以下、検出光
と称す）が順次出射され、受光装置では、投光タイミン
グに同期させて、発光する投光素子と対をなす受光素子
の出力のみが順次有効化され、有効化された受光素子か
ら出力される受光信号の検出が行われる。そして、各光
軸の遮光状態を検出することにより、検出エリア内にお
ける物体の侵入の検出が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成では、同期を取得するための投光素子及び受光素
子、即ち、同期取得用の光軸が決まっているので、その
光軸が何らかの物体により遮光されたり、上記光軸が外
乱光の影響を受けたりすると、同期を取得することがで
きなくなるという問題点があった。尚、同期取得用の光
軸を２つ備えた構成も、従来から考えられているが、こ
の構成の場合も、上記２つの同期取得用の光軸が固定さ
れているので、これら２つの光軸が同時に遮光されてし
まうと、同様な問題点が生じる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、光同期式の同期
をより一層確実に取得可能なように構成した多光軸光電
センサを提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の多光軸光電セン
サは、検出エリアに向けて光を照射すべく予め決められ
たタイミングで順次点灯される複数の投光素子と、これ
ら複数の投光素子と対をなすように設けられ、前記検出
エリアからの光を受ける複数の受光素子と、一の投光素
子を投光サイクルの開始時に発光させるための識別用発
光時間及び各投光素子を以後順次発光させるための検出
用発光時間に基づいて各投光素子を隣接順に所定の投光
タイミングで繰り返し発光させる投光回路と、前記一の
投光素子と対をなし予め出力が有効化された受光素子が
受光状態となった後に非受光状態となるまでの受光時間
が前記識別用発光時間に対応した所定の識別用受光時間
と一致する度に、前記投光タイミングに同期させて前記
各投光素子の対となる受光素子の出力を有効化する有効
化手段と、有効化された受光素子から出力される受光信
号を検出することに基づいて前記検出エリアにおける遮
光状態を検出する遮光状態検出手段とを備えたものにお
いて、前記投光回路は、前記投光サイクルの開始時に発
光させる一の投光素子を、前記投光サイクルを１回また
は複数回またはランダムな回数実行する毎に、変更する
ように構成されている。

【０００９】上記構成によれば、投光サイクルの開始時
に発光させる一の投光素子を、投光サイクルを１回また
は複数回またはランダムな回数実行する毎に、変更した
ので、ある一の投光素子の光軸が遮光されたり外乱光の
影響を受けたりすることがあっても、変更した一の投光
素子の光軸が遮光されたり外乱光の影響を受けたりする
確率はかなり低くなる。即ち、一の投光素子を変更する
毎に、同期を取得する確率が急激に高くなる。従って、
同期をより一層確実に取得可能となる。

【００１０】また、上記構成の場合、前記投光回路は、
前記投光サイクルの開始時に発光させる一の投光素子を
変更するに際して、前記複数の投光素子を所定の順序で
１個ずつ前記一の投光素子とするように構成することが
好ましい。更に、前記投光回路は、前記投光サイクルの
開始時に発光させる一の投光素子を変更するに際して、
前記複数の投光素子の中から１個をランダムに選択して
これを前記一の投光素子とするように構成されているこ
とがより一層好ましい構成である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につき図
面を参照しながら説明する。まず、図１は多光軸光電セ
ンサ１の電気的構成を示すブロック図である。この図１
に示すように、多光軸光電センサ１は、投光回路である
例えば投光装置２と、この投光装置２に対向するように
配置された受光装置３とから構成されている。

【００１２】投光装置２は、複数の投光素子である例え
ば４個のＬＥＤ４ａ〜４ｄと、これらＬＥＤ４ａ〜４ｄ
を駆動する駆動回路５ａ〜５ｄと、ＬＥＤ４ａ〜４ｄを
駆動回路５ａ〜５ｄを介して駆動制御する投光側ＣＰＵ
（central processing unit）６を備えて構成されてい
る。投光側ＣＰＵ６は、ＬＥＤ４ａ〜４ｄ用の同期用光
信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄと、ＬＥＤ４ａ〜４ｄ用の検出用光
信号Ｐａ〜Ｐｄとをそれぞれ駆動回路５ａ〜５ｄへ与え
ることにより、ＬＥＤ４ａ〜４ｄを発光制御するように
構成されている。上記各光信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄ、Ｐａ〜
Ｐｄ並びにＬＥＤ４ａ〜４ｄの発光制御の詳細について
は、後述する。

【００１３】次に、受光装置３の構成について説明す
る。受光装置３には、投光装置２のＬＥＤ４ａ〜４ｄと
対をなす４個の受光素子である例えばＰＤ（フォトダイ
オード）７ａ〜７ｄが備わっている。この構成の場合、
投光装置２と受光装置３とを対向させて配置することに
よって、それぞれ対をなすＬＥＤ４ａ〜４ｄ及びＰＤ７
ａ〜７ｄ間に、物体検出用の光軸８ａ〜８ｄが形成され
るように構成されている。そして、これらの光軸８ａ〜
８ｄによって、物体の侵入を検出するための検出エリア
９が形成されている。

【００１４】また、各ＰＤ７ａ〜７ｄの出力端子は、受
光アンプ１０ａ〜１０ｄの入力端子に接続されている。
受光アンプ１０ａ〜１０ｄは、ＰＤ７ａ〜７ｄから出力
される受光信号を増幅する。受光アンプ１０ａ〜１０ｄ
の出力端子は、制御端子に与えられる制御信号によって
入出力間がオンオフするアナログスイッチ１１ａ〜１１
ｄの入力端子に接続されている。アナログスイッチ１１
ａ〜１１ｄの出力端子は、共通に接続されて、所定の基
準電圧との大小を比較するコンパレータ１２の入力端子
に接続されている。

【００１５】コンパレータ１２は、増幅された受光信号
と所定の基準電圧との大小比較を行ない、受光信号が基
準電圧よりも大きいときにハイレベルを出力し、それ以
外のときにロウレベルを出力するように構成されてい
る。これにより、受光信号の波形は、コンパレータ１２
によって矩形状に整形される。

【００１６】コンパレータ１２の出力端子は、受光装置
３全体の電気的な制御を行うための受光側ＣＰＵ１３に
設けられた受光信号検出端子に接続されている。この受
光用ＣＰＵ１３に設けられたＰＤ選択端子は、シフトレ
ジスタ１４の入力端子に接続され、シフトレジスタ１４
の４つの出力端子は、アナログスイッチ１１ａ〜１１ｄ
の制御端子に接続されている。この場合、受光側ＣＰＵ
１３は、シフトレジスタ１４を制御することによって、
ＬＥＤ４ａ〜４ｄが検出光を発光するのに同期させなが
らＬＥＤ４ａ〜４ｄと対をなすＰＤ１０ａ〜１０ｄの出
力を有効化させるための制御信号を生成するように構成
されている。

【００１７】また、受光用ＣＰＵ１３の出力端子は、出
力回路１５に接続されている。上記受光用ＣＰＵ１３に
は、各光軸８ａ〜８ｄの遮光状態（即ち、検出エリア９
内への物体の侵入）を検出するための遮光状態検出手段
としての機能が備わっている。この場合、受光側ＣＰＵ
１３では、遮光状態検出手段によって、検出された受光
信号の計数が行われ、この計数値と検出光を受光するた
めのＰＤ７ａ〜７ｄの個数（４個）との比較が行われ
る。

【００１８】そして、前記計数値と前記個数とが一致し
た場合には、全ての光軸が遮光されていないと判定さ
れ、更に、この判定に基づいて、検出エリア９内への物
体の侵入無しとの判定がなされる。また、前記比較が一
致しない場合には、所定の光軸が遮光されたとの判定に
基づいて、検出エリア９内への物体の侵入有りとの判定
がなされる。そして、受光用ＣＰＵ１３の遮光状態検出
手段により検出された各光軸８ａ〜８ｄの遮光状態の結
果は、出力回路１５に出力されるように構成されてい
る。

【００１９】尚、本実施例の場合、受光側ＣＰＵ１３に
おいては、検出エリア９内への物体の侵入有りとの判定
が連続して所定回数だけなされた場合に、前記物体の侵
入有りとの判定結果が出力回路１５へ出力されるように
構成されている。

【００２０】また、上記出力回路１５は、図示はしない
が、例えば前記検出結果に基づいて外部表示灯の点灯・
消灯を行ったり、前記検出結果を所定フォーマットに変
換して外部装置に出力するような用途に用いられる。そ
して、これらアナログスイッチ１１ａ〜１１ｄ、シフト
レジスタ１４及び受光側ＣＰＵ１３で有効化手段である
有効化回路１６が構成され、また、ＰＤ７ａ〜７ｄ、受
光アンプ１０ａ〜１０ｄ、有効化回路１６、コンパレー
タ１２及び出力回路１５で受光装置３が構成されてい
る。

【００２１】次に、投光装置２の作用、即ち、投光動作
について、図２、図４、図５、図６も参照して説明す
る。投光装置２の４個のＬＥＤ４ａ〜４ｄは、物体の侵
入を検出するための検出エリア９を横切って光信号を出
射するように構成されている（図１及び図４参照）。各
ＬＥＤ４ａ〜４ｄから出射される光信号は、物体１７を
検出するために使用されると共に、投光装置２と受光装
置３との間の同期をとるためにも使用される。即ち、Ｌ
ＥＤ４ａ〜４ｄから出射される光信号は、検出光である
と共に、識別光でもある。

【００２２】さて、投光装置２の投光側ＣＰＵ６は、図
示しない発振回路から出力される基準クロックに基づい
て動作し、図示しないＲＯＭに書き込まれた投光制御プ
ログラムを読み出して実行することによって、投光装置
２全体の電気的な制御を行うように構成されている。

【００２３】この投光側ＣＰＵ６は、図２（ａ）〜
（ｄ）に示すように、４種類の投光信号Ｓ１〜Ｓ４を順
次所定の投光タイミングで出力するように構成されてい
る。この場合、投光信号Ｓ１〜Ｓ４は、所定の投光サイ
クル（時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの時間ｔｘ）で繰り返
し出力されるように設定されており、図２には、５回分
の投光サイクル（即ち、５スキャン分）が示されてい
る。

【００２４】本実施例の場合、第１回目の投光サイクル
（即ち、１スキャン目）においては、１光軸目のＬＥＤ
４ａから識別光及び検出光を出射するための識別用投光
信号Ｐｓａ及び検出用投光信号Ｐａ、並びに、他のＬＥ
Ｄ４ｂ〜４ｄからそれぞれ検出光を出射するための検出
用投光信号Ｐｂ〜Ｐｄが、１回の投光サイクル内でそれ
ぞれ異なる所定の投光タイミングで出力されるように構
成されている。

【００２５】そして、各検出用投光信号Ｐａ〜Ｐｄは、
パルス状に生成されている。これに対して、識別用投光
信号Ｐｓａは、検出用投光信号Ｐａ〜Ｐｄに比べて出力
期間が十分長くなると共に、例えば１００ｋＨｚの周波
数でオンオフを繰り返すバースト状に生成されている。
ここで、上記１回の投光サイクル内における各投光信号
Ｐｓａ、Ｐａ〜Ｐｄの投光タイミング及び各投光信号Ｐ
ｓａ、Ｐａ〜Ｐｄの時間幅（即ち、発光時間）等の詳細
を、図５に示す。この場合、各検出用投光信号Ｐａ〜Ｐ
ｄの時間幅は、全て等しく、例えば時間ｔｐである。

【００２６】次に、第２回目の投光サイクル（即ち、２
スキャン目）においては、図２に示すように、２光軸目
のＬＥＤ４ｂから識別光及び検出光を出射するための識
別用投光信号Ｐｓｂ及び検出用投光信号Ｐｂ、並びに、
他のＬＥＤ４ａ、４ｃ、４ｄからそれぞれ検出光を出射
するための検出用投光信号Ｐａ、Ｐｃ、Ｐｄが、上記１
回目の投光サイクルと同じ投光タイミングで出力される
ように設定されている。即ち、本実施例においては、投
光サイクル毎に、識別光（同期用光信号）を出射するＬ
ＥＤを変更するように構成されている。尚、識別用投光
信号Ｐｓｂの時間幅は、時間ｔｓであり、上記識別用投
光信号Ｐｓａの時間ｔｓと同じ時間である。

【００２７】従って、第３回目の投光サイクル（即ち、
３スキャン目）においては、図２に示すように、３光軸
目のＬＥＤ４ｃから識別光及び検出光を出射するための
識別用投光信号Ｐｓｃ及び検出用投光信号Ｐｃ、並び
に、他のＬＥＤ４ａ、４ｂ、４ｄからそれぞれ検出光を
出射するための検出用投光信号Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｄが、上
記１回目及び２回目の投光サイクルと同じ投光タイミン
グで出力されるように設定されている。尚、識別用投光
信号Ｐｓｃの時間幅は、時間ｔｓであり、上記識別用投
光信号Ｐｓａ、Ｐｓｂの時間ｔｓと同じ時間である。

【００２８】更に、第４回目の投光サイクル（即ち、４
スキャン目）においては、図２に示すように、４光軸目
のＬＥＤ４ｄから識別光及び検出光を出射するための識
別用投光信号Ｐｓｄ及び検出用投光信号Ｐｄ、並びに、
他のＬＥＤ４ａ、４ｂ、４ｃからそれぞれ検出光を出射
するための検出用投光信号Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃが、上記１
回目、２回目及び３回目の投光サイクルと同じ投光タイ
ミングで出力されるように設定されている。尚、識別用
投光信号Ｐｓｄの時間幅は、時間ｔｓであり、上記識別
用投光信号Ｐｓａ、Ｐｓｂ、Ｐｓｃの時間ｔｓと同じ時
間である。

【００２９】そして、第５回目の投光サイクル（即ち、
５スキャン目）においては、図２に示すように、第１回
目の投光サイクルと同じ投光動作が実行される。これ以
降、第６、７、８回目の投光サイクルにおいては、図２
に示すように、第２、３、４回目の投光サイクルと同じ
投光動作が実行される。即ち、第１、２、３、４回目の
投光サイクルがこの順で繰り返し実行されるように構成
されている。

【００３０】ここで、上記した投光装置２の投光動作を
実現するための（投光側ＣＰＵ６の）制御内容を示した
ものが、図６のフローチャートであり、これについて簡
単に説明する。まず、図６のステップＳ１において、今
から実行する投光サイクルの回数（即ち、スキャン数）
を確認する。

【００３１】そして、確認した投光サイクルの回数が、
１、５、９、……回目であるときには、第１回目の投光
サイクルを実行する。具体的には、ステップＳ２へ進
み、識別用投光信号Ｐｓａを出力してＬＥＤ４ａを発光
させる。そして、時間ｔ１が経過したら、ステップＳ３
へ進み、検出用投光信号Ｐａを出力してＬＥＤ４ａを発
光させる。この後、時間ｔ２が経過したら、ステップＳ
４へ進み、検出用投光信号Ｐｂを出力してＬＥＤ４ｂを
発光させる。更にこの後、時間ｔ２が経過したら、ステ
ップＳ５へ進み、検出用投光信号Ｐｃを出力してＬＥＤ
４ｃを発光させる。続いて、時間ｔ２が経過したら、ス
テップＳ６へ進み、検出用投光信号Ｐｄを出力してＬＥ
Ｄ４ｄを発光させて、上記投光サイクルを完了するよう
になっている。

【００３２】また、上記ステップＳ１において、確認し
た投光サイクルの回数が、２、６、１０、……回目であ
るときには、第２回目の投光サイクルを実行する。具体
的には、ステップＳ７へ進み、識別用投光信号Ｐｓｂを
出力してＬＥＤ４ｂを発光させる。そして、時間ｔ１が
経過したら、ステップＳ８へ進み、検出用投光信号Ｐａ
を出力してＬＥＤ４ａを発光させる。この後、時間ｔ２
が経過したら、ステップＳ９へ進み、検出用投光信号Ｐ
ｂを出力してＬＥＤ４ｂを発光させる。更にこの後、時
間ｔ２が経過したら、ステップＳ１０へ進み、検出用投
光信号Ｐｃを出力してＬＥＤ４ｃを発光させる。続い
て、時間ｔ２が経過したら、ステップＳ１１へ進み、検
出用投光信号Ｐｄを出力してＬＥＤ４ｄを発光させて、
上記投光サイクルを完了するようになっている。

【００３３】更に、上記ステップＳ１において、確認し
た投光サイクルの回数が、３、７、１１、……回目であ
るときには、第３回目の投光サイクルを実行する。具体
的には、ステップＳ１２へ進み、識別用投光信号Ｐｓｃ
を出力してＬＥＤ４ｃを発光させる。そして、時間ｔ１
が経過したら、ステップＳ１３へ進み、検出用投光信号
Ｐａを出力してＬＥＤ４ａを発光させる。この後、時間
ｔ２秒が経過したら、ステップＳ１４へ進み、検出用投
光信号Ｐｂを出力してＬＥＤ４ｂを発光させる。更にこ
の後、時間ｔ２秒が経過したら、ステップＳ１５へ進
み、検出用投光信号Ｐｃを出力してＬＥＤ４ｃを発光さ
せる。続いて、時間ｔ２秒が経過したら、ステップＳ１
６へ進み、検出用投光信号Ｐｄを出力してＬＥＤ４ｄを
発光させて、上記投光サイクルを完了するようになって
いる。

【００３４】更にまた、上記ステップＳ１において、確
認した投光サイクルの回数が、４、８、１２、……回目
であるときには、第４回目の投光サイクルを実行する。
具体的には、ステップＳ１７へ進み、識別用投光信号Ｐ
ｓｄを出力してＬＥＤ４ｄを発光させる。そして、時間
ｔ１秒が経過したら、ステップＳ１８へ進み、検出用投
光信号Ｐａを出力してＬＥＤ４ａを発光させる。この
後、時間ｔ２秒が経過したら、ステップＳ１９へ進み、
検出用投光信号Ｐｂを出力してＬＥＤ４ｂを発光させ
る。更にこの後、時間ｔ２秒が経過したら、ステップＳ
２０へ進み、検出用投光信号Ｐｃを出力してＬＥＤ４ｃ
を発光させる。続いて、時間ｔ２秒が経過したら、ステ
ップＳ２１へ進み、検出用投光信号Ｐｄを出力してＬＥ
Ｄ４ｄを発光させて、上記投光サイクルを完了するよう
になっている。

【００３５】次に、受光装置３の作用、即ち、受光動作
について、図３、図７、図８、図９も参照して説明す
る。受光装置３では、各投光サイクルにおいて、４個の
ＬＥＤ４ａ〜４ｄのうちの１つから出力される識別光
を、ＰＤ７ａ〜７ｄのうちの対をなすものにて検出する
ことにより、投光装置２との同期を取得し、続いて、Ｌ
ＥＤ４ｂ〜４ｄと対をなすＰＤ７ｂ〜７ｄにて順次検出
光を検出することにより、検出エリア９内における物体
の侵入の検出を行うようになっている。以下、１投光サ
イクルにおける受光動作について説明する。

【００３６】まず、受光装置３が起動されると、図７の
ステップＳ１０１において、４個のアナログスイッチ１
１ａ〜１１ｄに対して制御信号Ｇ１〜Ｇ４を与えてこれ
らをオンする。この場合、アナログスイッチ１１ａ〜１
１ｄは、ハイレベルの制御信号Ｇ１〜Ｇ４が与えられる
と、オンされ、ロウレベルの制御信号Ｇ１〜Ｇ４が与え
られると、オフされるように構成されている。これによ
り、同期用光信号を４個のＰＤ７ａ〜７ｄで受光する体
勢が整えられる。尚、アナログスイッチ１１ａ〜１１ｄ
のオン時間（識別用受光時間）は、同期用光信号、即
ち、識別用投光信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄの各投光時間ｔｓと
ほぼ同じ時間に設定されている。

【００３７】そして、ステップＳ１０２へ進み、受光信
号Ｓ（図１及び図３（ｋ）参照）が検出されたか否かを
判断する。ここで、受光信号Ｓは、４個のＰＤ７ａ〜７
ｄから出力される受光信号（を増幅した受光信号）Ｄ１
〜Ｄ４（図１及び図３（ｂ）〜（ｅ）参照）をオアした
信号である。

【００３８】この状態で、例えばＬＥＤ４ａからバース
ト状の識別光が出射されると、この識別光はＰＤ７ａに
より受光され、受光信号Ｓが検出されることから、ステ
ップＳ１０２にて「ＹＥＳ」へ進み、同期用光信号有り
の処理（サブルーチン）を実行する（ステップＳ１０
３）。この処理の詳細については、後述する。

【００３９】一方、例えばＬＥＤ４ａから出射されたバ
ースト状の識別光が物体等により遮光されると、ＰＤ７
ａ及び他の３個のＰＤ７ｂ〜７ｄも受光しないため、受
光信号Ｓが検出されなくなることから、ステップＳ１０
２にて「ＮＯ」へ進み、ｔｓ秒（図５参照）が経過した
か否かを判断する（ステップＳ１０４）。ここで、ｔｓ
秒が経過していない場合には、ステップＳ１０４にて
「ＮＯ」へ進み、ステップＳ１０２へ戻るように構成さ
れている。

【００４０】また、ステップＳ１０４において、ｔｓ秒
が経過した場合には、「ＹＥＳ」へ進み、同期用光信号
が受光されなかったと判断し、同期用光信号無しの処理
（サブルーチン）を実行する（ステップＳ１０５）。こ
の処理の詳細については、後述する。

【００４１】尚、上記ステップＳ１０２の受光信号Ｓの
検出の判断においては、受光信号Ｓがハイレベルである
か否かだけを判断するだけでなく、受光信号Ｓのハイレ
ベルの期間（即ち、Ｓのパルス幅の時間）が、時間ｔｓ
（即ち、識別用投光信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄのパルス幅の時
間）とほぼ等しい場合だけ、同期用光信号を受光したと
判断するようになっている。これは、他の多光軸光電セ
ンサからの干渉光等による誤動作を防止するためであ
り、このために、同期用光信号の投光時間ｔｓと、検出
用光信号の投光時間ｔｐ（図５参照）も明確に区別して
いる。

【００４２】次に、同期用光信号有りの処理（サブルー
チン）について、図８も参照して説明する。この場合、
同期用光信号を検出したタイミングを基準として、４個
のＰＤ７ａ〜７ｄによる受光動作を順次開始するように
構成されている。

【００４３】まず、図８のステップＳ２０１において、
４個のアナログスイッチ１１ａ〜１１ｄをオフする（制
御信号Ｇ１〜Ｇ４をロウレベルにする）。続いて、ステ
ップＳ２０２へ進み、同期用光信号を検出したタイミン
グを基準として同期信号Ｔ（図３（ｆ）参照）を出力す
る。そして、ステップＳ２０３へ進み、同期信号Ｔを基
準として、１番目の光軸のＬＥＤ４ａの投光タイミング
に合わせてアナログスイッチ１１ａだけをオンする（制
御信号Ｇ１をハイレベルにする）。この場合、アナログ
スイッチ１１ａのオン時間は、ＬＥＤ４ａの投光時間
（図５に示す時間ｔｐ）とほぼ同じに設定している。

【００４４】そして、ステップＳ２０４へ進み、受光信
号Ｓがハイレベルであるか否かを判断している。ここ
で、受光信号Ｓがハイレベルであれば、「ＹＥＳ」へ進
み、入光状態であると判断し（ステップＳ２０５）、受
光信号Ｓがハイレベルでなければ、「ＮＯ」へ進み、遮
光状態であると判断する（ステップＳ２０６）。この
後、アナログスイッチ１１ａをオフする（ステップＳ２
０７）。

【００４５】尚、入光状態／遮光状態の判断を、１スキ
ャン（投光サイクル）の検出結果だけで実行するように
構成したが、これに代えて、２スキャン（投光サイク
ル）以上の各検出結果の論理積によって判断するように
構成しても良い。このように構成すると、突発的なノイ
ズ等による悪影響によって生ずる誤検出を高い確率で防
止することができる。

【００４６】続いて、ステップＳ２０８へ進み、同期信
号Ｔを基準として、２番目の光軸のＬＥＤ４ｂの投光タ
イミングに合わせてアナログスイッチ１１ｂだけをオン
する。この場合、アナログスイッチ１１ｂのオン時間
は、ＬＥＤ４ｂの投光時間（図５に示す時間ｔｐ）とほ
ぼ同じに設定している。そして、ステップＳ２０９へ進
み、受光信号Ｓがハイレベルであるか否かを判断してい
る。ここで、受光信号Ｓがハイレベルであれば、「ＹＥ
Ｓ」へ進み、入光状態であると判断し（ステップＳ２１
０）、受光信号Ｓがハイレベルでなければ、「ＮＯ」へ
進み、遮光状態であると判断する（ステップＳ２１
１）。この後、アナログスイッチ１１ｂをオフする（ス
テップＳ２１２）。

【００４７】尚、入光状態／遮光状態の判断を、１スキ
ャン（投光サイクル）の検出結果だけで実行するように
構成したが、これに代えて、２スキャン（投光サイク
ル）以上の各検出結果の論理積によって判断するように
構成しても良い。

【００４８】続いて、ステップＳ２１３へ進み、同期信
号Ｔを基準として、３番目の光軸のＬＥＤ４ｃの投光タ
イミングに合わせてアナログスイッチ１１ｃだけをオン
する。この場合、アナログスイッチ１１ｃのオン時間
は、ＬＥＤ４ｃの投光時間（図５に示す時間ｔｐ）とほ
ぼ同じに設定している。そして、ステップＳ２１４へ進
み、受光信号Ｓがハイレベルであるか否かを判断してい
る。ここで、受光信号Ｓがハイレベルであれば、「ＹＥ
Ｓ」へ進み、入光状態であると判断し（ステップＳ２１
５）、受光信号Ｓがハイレベルでなければ、「ＮＯ」へ
進み、遮光状態であると判断する（ステップＳ２１
６）。この後、アナログスイッチ１１ｃをオフする（ス
テップＳ２１７）。

【００４９】ここで、図４に示すように、例えば上記３
番目の光軸が物体により遮光されたとすると、図３
（ｄ）に示すように、ＰＤ７ｃの受光信号Ｄ３がロウレ
ベルとなると共に、図３（ｋ）に示すように、受光信号
Ｓのうちの上記３番目の光軸の受光に対応する期間がロ
ウレベルとなる。

【００５０】尚、入光状態／遮光状態の判断を、１スキ
ャン（投光サイクル）の検出結果だけで実行するように
構成したが、これに代えて、２スキャン（投光サイク
ル）以上の各検出結果の論理積によって判断するように
構成しても良い。

【００５１】続いて、ステップＳ２１８へ進み、同期信
号Ｔを基準として、４番目の光軸のＬＥＤ４ｄの投光タ
イミングに合わせてアナログスイッチ１１ｄだけをオン
する。この場合、アナログスイッチ１１ｄのオン時間
は、ＬＥＤ４ｄの投光時間（図５に示す時間ｔｐ）とほ
ぼ同じに設定している。そして、ステップＳ２１９へ進
み、受光信号Ｓがハイレベルであるか否かを判断してい
る。ここで、受光信号Ｓがハイレベルであれば、「ＹＥ
Ｓ」へ進み、入光状態であると判断し（ステップＳ２２
０）、受光信号Ｓがハイレベルでなければ、「ＮＯ」へ
進み、遮光状態であると判断する（ステップＳ２２
１）。この後、アナログスイッチ１１ｄをオフする（ス
テップＳ２２２）。

【００５２】尚、入光状態／遮光状態の判断を、１スキ
ャン（投光サイクル）の検出結果だけで実行するように
構成したが、これに代えて、２スキャン（投光サイク
ル）以上の各検出結果の論理積によって判断するように
構成しても良い。

【００５３】そして、ステップＳ２２３へ進み、時間ｔ
３秒が経過したか否か、即ち、１回の投光サイクル完了
したか否かを判断する。ここで、上記時間ｔ３秒が経過
すれば、ステップＳ２２３にて「ＹＥＳ」へ進み、同期
用光信号有りの処理（サブルーチン）を完了し、メイン
ルーチン（図７のステップＳ１０１）へ戻り、次のスキ
ャン（投光サイクル）の受光動作を繰り返し実行するよ
うになっている。

【００５４】次に、同期用光信号無しの処理（サブルー
チン）について、図９も参照して説明する。何らかの原
因で同期用光信号を受光できなかった場合は、投光装置
２と受光装置３との間の同期をとれないので、次回以降
のスキャン（投光サイクル）にて同期がとれるまで待機
状態となるように構成されている。

【００５５】具体的には、図９のステップＳ３０１にお
いて、４個のアナログスイッチ１１ａ〜１１ｄをオフす
る。そして、１スキャン（投光サイクル）の受光動作
（検出動作）に要する時間ｔｘ秒（図５参照）が経過す
るのを待つ（ステップＳ３０２）。この時間ｔｘは、次
の式で表される時間である。

【００５６】ｔｘ＝ｔ１＋ｔｐ×４＋ｔ２×３＋ｔ３ そして、上記時間ｔｘ秒が経過したら、同期用光信号無
しの処理（サブルーチン）を完了し、メインルーチン
（図７のステップＳ１０１）へ戻り、次のスキャン（投
光サイクル）の受光動作を繰り返し実行するように構成
されている。

【００５７】さて、このような構成の本実施例の多光軸
光電センサ１において、例えば、図４に示すように、３
番目の光軸が物体１７により遮光された状態で、検出動
作が開始されると、１回目の投光サイクル（スキャン）
では、１番目の光軸（ＬＥＤ４ａ及びＰＤ７ａの対）が
同期取得用光軸となり、ＬＥＤ４ａからの同期用光信号
をＰＤ７ａが受光することにより、同期が取得される。
そして、３番目の光軸が物体により遮光されているの
で、図３（ｄ）に示すように、ＰＤ７ｃの受光信号Ｄ３
がロウレベルとなると共に、図３（ｋ）に示すように、
受光信号Ｓのうちの上記３番目の光軸の受光に対応する
期間がロウレベルとなる。これにより、検出エリア９内
に上記物体が侵入していることが検出される。

【００５８】続いて、２回目の投光サイクル（スキャ
ン）においては、２番目の光軸（ＬＥＤ４ｂ及びＰＤ７
ｂの対）が同期取得用光軸となり、ＬＥＤ４ｂからの同
期用光信号をＰＤ７ｂが受光することにより、同期が取
得される。そして、３番目の光軸が物体１７により遮光
されているので、図３（ｄ）に示すように、ＰＤ７ｃの
受光信号Ｄ３がロウレベルとなると共に、図３（ｋ）に
示すように、受光信号Ｓのうちの上記３番目の光軸の受
光に対応する期間がロウレベルとなる。

【００５９】そして、３回目の投光サイクル（スキャ
ン）においては、３番目の光軸（ＬＥＤ４ｃ及びＰＤ７
ｃの対）が同期取得用光軸となる。この場合、ＬＥＤ４
ｃからの同期用光信号は物体１７により遮光されること
から、該同期用光信号をＰＤ７ｃが受光できない。従っ
て、同期をとることができない。このため、この３回目
の投光サイクルでは、検出動作が実行されない。即ち、
図３（ｄ）に示すように、ＰＤ７ｃの受光信号Ｄ３がロ
ウレベルとなると共に、図３（ｇ）〜（ｊ）に示すよう
に、ＬＥＤ４ａ〜４ｄから検出用光信号を受光する期
間、アナログスイッチ１１ａ〜１１ｄはオフされ、そし
て、図３（ｋ）に示すように、受光信号Ｓのうちの上記
３回目の投光サイクルに対応する期間がロウレベルとな
る。

【００６０】次に、４回目の投光サイクル（スキャン）
においては、４番目の光軸（ＬＥＤ４ｄ及びＰＤ７ｄの
対）が同期取得用光軸となり、ＬＥＤ４ｄからの同期用
光信号をＰＤ７ｄが受光することにより、同期が取得さ
れる。そして、３番目の光軸が物体１７により遮光され
ているので、図３（ｄ）に示すように、ＰＤ７ｃの受光
信号Ｄ３がロウレベルとなると共に、図３（ｋ）に示す
ように、受光信号Ｓのうちの上記３番目の光軸の受光に
対応する期間がロウレベルとなる。以下、上述した１〜
４回目の投光サイクルを繰り返すようになっている。

【００６１】上記した構成の本実施例によれば、投光サ
イクルの開始時に発光させる１個のＬＥＤ４ａ〜４ｄ
（一の投光素子）を、投光サイクルを１回実行する毎
に、変更したので、ある１個のＬＥＤ４ａ〜４ｄの光軸
が物体等により遮光されたり、外乱光の影響を受けたり
することがあっても、変更した１個のＬＥＤ４ａ〜４ｄ
の光軸が遮光されたり、外乱光の影響を受けたりする確
率はかなり低くなる。即ち、同期取得用の光軸のＬＥＤ
４ａ〜４ｄを変更する毎に、同期を取得する確率が急激
に高くなる。従って、同期をより一層確実に取得可能と
なる。

【００６２】例えば、図５に示すように、３番目の光軸
が物体１７で遮光されているような場合、本実施例によ
れば、３番目の光軸以外の光軸で同期を取得する投光サ
イクルのときに、同期を確実にとることができる。これ
に対して、３番目の光軸を同期取得用の光軸として固定
している従来構成の場合には、３番目の光軸の遮光状態
が続く限り、同期をとることができない。

【００６３】また、本実施例の場合、各投光サイクルに
おいて、同期取得用の光軸は１つであるから、即ち、同
期取得のために発光させるＬＥＤ４ａ〜４ｄの個数は、
１個であるから、無駄な電力消費を最小限に少なくする
ことができる。ちなみに、全てのＬＥＤを同期取得のた
めに発光させる構成が考えられるが、この構成では、消
費電力が大きくなるという問題点がある。

【００６４】尚、上記実施例においては、投光サイクル
毎に同期取得用光軸を、１番目の光軸（ＬＥＤ４ａ及び
ＰＤ７ａの対）から４番目の光軸（ＬＥＤ４ｄ及びＰＤ
７ｄの対）まで順番に変更していくように構成したが、
これに限られるものではなく、投光サイクル毎に同期取
得用光軸をランダムに変更していくように構成しても良
い。

【００６５】また、同期取得用光軸を投光サイクルを１
回実行する毎に変更するように構成したが、これに代え
て、投光サイクルを２回、または、３回以上実行する毎
に変更するように構成しても良いし、また、投光サイク
ルをランダムな回数実行する毎に変更するように構成し
ても良い。更に、投光サイクルをランダムな回数実行す
る毎に、同期取得用光軸をランダムに変更するように構
成しても良い。

【００６６】更にまた、上記実施例では、多光軸光電セ
ンサ１の光軸の個数を４個としたが、これに限られるも
のではなく、光軸の個数を３個以下としても良いし、５
個以上としても良い。また、多光軸光電センサ１を複数
配設して、検出エリアを大きくするように構成しても良
い。

【００６７】一方、上記実施例では、４個のＬＥＤ４ａ
〜４ｄから出力する同期用投光信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄのパ
ルス幅を同じ時間ｔｓとしたが、これに代えて、４個の
ＬＥＤ４ａ〜４ｄから出力する同期用投光信号Ｐｓａ〜
Ｐｓｄのパルス幅を全て異なるように構成しても良い。
このように構成すると、各投光サイクルにおける同期取
得用光軸が４つの光軸８ａ〜８ｄの中のいずれであるか
を判別することができる。

【００６８】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、投光サイクルの開始時に発光させる一の投光素子
を、投光サイクルを１回または複数回またはランダムな
回数実行する毎に、変更したので、同期をより一層確実
に取得することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す多光軸光電センサのブ
ロック図

【図２】投光装置側の各信号のタイムチャート

【図３】受光装置側の各信号のタイムチャート

【図４】物体が光軸を遮光する様子を示す図

【図５】１回の投光サイクルを示す図

【図６】投光装置の投光制御を示すフローチャート

【図７】受光装置の受光制御を示すフローチャート

【図８】同期用光信号有りの処理（サブルーチン）を示
すフローチャート

【図９】同期用光信号無しの処理（サブルーチン）を示
すフローチャート

【符号の説明】

１は多光軸光電センサ、２は投光装置、３は受光装置、
４ａ〜４ｄはＬＥＤ（投光素子）、６は投光側ＣＰＵ、
７ａ〜７ｄはＰＤ（受光素子）、８ａ〜８ｄは光軸、９
は検出エリア、１１ａ〜１１ｄはアナログスイッチ、１
２はコンパレータ、１３は受光側ＣＰＵ、１５は出力回
路、１６は有効化回路（有効化手段）を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出エリアに向けて光を照射すべく予め
   決められたタイミングで順次点灯される複数の投光素子
   と、 これら複数の投光素子と対をなすように設けられ、前記
   検出エリアからの光を受ける複数の受光素子と、 一の投光素子を投光サイクルの開始時に発光させるため
   の識別用発光時間及び各投光素子を以後順次発光させる
   ための検出用発光時間に基づいて各投光素子を隣接順に
   所定の投光タイミングで繰り返し発光させる投光回路
   と、 前記一の投光素子と対をなし予め出力が有効化された受
   光素子が受光状態となった後に非受光状態となるまでの
   受光時間が前記識別用発光時間に対応した所定の識別用
   受光時間と一致する度に、前記投光タイミングに同期さ
   せて前記各投光素子の対となる受光素子の出力を有効化
   する有効化手段と、 有効化された受光素子から出力される受光信号を検出す
   ることに基づいて前記検出エリアにおける遮光状態を検
   出する遮光状態検出手段とを備えた多光軸光電センサで
   あって、 前記投光回路は、前記投光サイクルの開始時に発光させ
   る一の投光素子を、前記投光サイクルを１回または複数
   回またはランダムな回数実行する毎に、変更するように
   構成されていることを特徴とする多光軸光電センサ。
2. 【請求項２】 前記投光回路は、前記投光サイクルの開
   始時に発光させる一の投光素子を変更するに際して、前
   記複数の投光素子を所定の順序で１個ずつ前記一の投光
   素子とするように構成されていることを特徴とする請求
   項１記載の多光軸光電センサ。
3. 【請求項３】 前記投光回路は、前記投光サイクルの開
   始時に発光させる一の投光素子を変更するに際して、前
   記複数の投光素子の中から１個をランダムに選択してこ
   れを前記一の投光素子とするように構成されていること
   を特徴とする請求項１記載の多光軸光電センサ。