JP2005345155A - 信号入力装置、検出センサシステム、光電センサシステム及びそのセンサコントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】 ＰＮＰ型の出力装置からの出力信号を取り込み可能な入力形態と、ＮＰＮ型の出力装置からの出力信号を取り込み可能な入力形態とを自動で切り替えることが可能な信号入力装置等を提供する。
【解決手段】 多光軸光電スイッチ１を接続し、その信号出力回路３０のトランジスタ３３，４３に強制的にオン動作をさせ、そのときの出力信号レベルＶ１に基づきその多光軸光電スイッチ１がＰＮＰ出力光電スイッチ２なのかＮＰＮ出力光電スイッチ３なのかを識別しそれに応じた入力形態（ＰＮＰ入力、ＮＰＮ入力）に自動で切り替わるようになっている。従って、本実施形態のセンサコントローラ５０を１台用意するだけで、ＰＮＰ出力光電スイッチ２及びＮＰＮ出力光電スイッチ３のいずれにも対応することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＰＮＰ出力対応及びＮＰＮ出力対応の信号入力装置及びそれを備えたセンサシステム並びにセンサコントローラに関する。

例えば多光軸光電スイッチなどの検出スイッチには、その検出動作に応じて出力される動作信号を、ＰＮＰ型トランジスタのオープンコレクタ回路を介して外部に出力するタイプと、ＮＰＮ型トランジスタのオープンコレクタ回路を介して外部に出力するタイプとがある。また、下記特許文献１には、多光軸光電スイッチ本体に、ＰＮＰ出力用アダプタ及びＮＰＮ出力用アダプタを選択的に接続可能とすることで、１つの多光軸光電スイッチをＰＮＰ出力タイプとＮＰＮ出力タイプとに使い分けることができる技術が開示されている。
特開２００３−２５５０５４公報

ところで、ＰＮＰ出力タイプの多光軸光電スイッチにはＰＮＰ出力対応の入力回路（以下、「ＰＮＰ対応入力回路」という）を、ＮＰＮ出力タイプの多光軸光電スイッチにはＮＰＮ出力対応の入力回路（以下、「ＮＰＮ対応入力回路」という）をそれぞれ接続する必要がある。ここで、従来、多光軸光電スイッチに接続される信号入力装置は、ＰＮＰ対応入力回路及びＮＰＮ対応入力回路のいずれか一方を備えたものしかなかったので、ユーザ側及び製造者側は、ＰＮＰ対応の信号入力装置とＮＰＮ対応の信号入力装置との２タイプを用意する必要があり不便であった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ＰＮＰ型の出力装置からの出力信号を取り込み可能な入力形態と、ＮＰＮ型の出力装置からの出力信号を取り込み可能な入力形態とを自動で切り替えることが可能な信号入力装置、検出センサシステム、光電センサシステム及びそのセンサコントローラを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明に係る信号入力装置は、オンオフ動作により高電位レベル及び低電位レベル間で出力信号レベルを反転させる、ＰＮＰ型の出力装置とＮＰＮ型の出力装置とが選択的に接続可能とされ、前記出力装置からの前記出力信号が入力される信号入力手段と、前記ＰＮＰ型の出力装置からの出力信号を取り込むためのＰＮＰ型入力手段と、前記ＮＰＮ型の出力装置からの出力信号を取り込むためのＮＰＮ型入力手段と、前記ＰＮＰ型入力手段及び前記ＮＰＮ型入力手段を選択的に前記信号入力手段に接続させる選択手段とを備える信号入力装置であって、接続された接続出力装置に対し、その接続出力装置に強制的にオン動作またはオフ動作をさせるための制御信号を与える制御信号出力手段と、前記接続出力装置の出力信号レベルを検出するレベル検出手段と、前記制御信号出力手段から前記制御信号を与えたときの前記接続出力装置のオンオフ状態と、そのときに前記レベル検出手段で検出される出力信号レベルとに基づいて、当該接続出力装置がＰＮＰ型かＮＰＮ型かの判定動作を行う判定手段とを備え、前記選択手段は、前記判定手段で前記接続出力装置がＰＮＰ型と判定されたときは前記信号入力手段にＰＮＰ型入力手段を接続させ、前記判定手段で前記接続出力装置がＮＰＮ型と判定されたときは前記信号入力手段にＮＰＮ型入力手段を接続させるよう動作することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の信号入力装置において、外部から信号を入力する外部入力手段を備え、前記外部入力手段に信号が入力されたことを条件に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続出力装置に与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の信号入力装置において、電源投入時に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続出力装置に与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする。

請求項４の発明に係るセンサコントローラは、前記ＰＮＰ型の出力装置と前記ＮＰＮ型の出力装置とをそれぞれ有する検出センサとともにセンサシステムを構成し、これらのＰＮＰ型の検出センサ及びＮＰＮ型の検出センサが選択的に接続可能とされたセンサコントローラであって、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の信号入力装置を備えたことを特徴とする。

請求項５の発明に係る検出センサシステムは、オンオフ動作により高電位レベル及び低電位レベル間で出力信号レベルを反転させる、ＰＮＰ型の出力装置又はＮＰＮ型の出力装置のいずれかを有する検出センサと、ＰＮＰ型の検出センサ及びＮＰＮ型の検出センサが選択的に接続可能とされたセンサコントローラとを備え、前記センサコントローラは、前記検出センサからの前記出力信号が入力される信号入力手段と、前記ＰＮＰ型の検出センサからの出力信号を取り込むためのＰＮＰ型入力手段と、前記ＮＰＮ型の検出センサからの出力信号を取り込むためのＮＰＮ型入力手段と、前記ＰＮＰ型入力手段及び前記ＮＰＮ型入力手段を選択的に前記信号入力手段に接続させる選択手段とを備える検出センサシステムであって、前記検出センサは、前記センサコントローラからの制御信号を受けてその出力装置を強制的にオン動作またはオフ動作させる出力制御手段を備え、前記センサコントローラは、接続された接続検出センサに対し、前記制御信号を与える制御信号出力手段と、前記接続検出センサの出力信号レベルを検出するレベル検出手段と、前記制御信号出力手段から前記制御信号を与えたときの前記接続検出センサのオンオフ状態と、そのときに前記レベル検出手段で検出される出力信号レベルとに基づいて、当該接続検出センサがＰＮＰ型かＮＰＮ型かの判定動作を行う判定手段とを備え、前記選択手段は、前記判定手段で前記接続検出センサがＰＮＰ型と判定されたときは前記信号入力手段にＰＮＰ型入力手段を接続させ、前記判定手段で前記接続検出センサがＮＰＮ型と判定されたときは前記信号入力手段にＮＰＮ型入力手段を接続させるよう動作することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５に記載の検出センサシステムにおいて、前記出力制御手段は、前記制御信号を受けて前記検出センサを強制的に物体検出状態又は非検出状態とすることで、前記出力装置をオン動作又はオフ動作させる構成になっていることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項５又は請求項６に記載の検出センサシステムにおいて、前記センサコントローラは、外部から信号を入力する外部入力手段を備え、前記外部入力手段に信号が入力されたことを条件に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続検出センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項５〜請求項７のいずれかに記載の検出センサシステムにおいて、前記センサコントローラの電源投入時に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続検出センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする。

請求項９の発明に係る光電センサシステムは、所定の検出領域に光を出射する投光手段と、前記検出領域からの透過光又は反射光を受光する受光手段と、その受光手段での受光量レベルに基づき検出動作をする検出手段と、この検出手段の検出動作に応じて高電位レベル及び低電位レベル間で出力信号レベルを反転させるオンオフ動作を行う、ＰＮＰ型の出力装置又はＮＰＮ型の出力装置のいずれかを有する光電センサと、ＰＮＰ型の光電センサ及びＮＰＮ型の光電センサが選択的に接続可能とされたセンサコントローラとを備え、前記センサコントローラは、前記光電センサからの前記出力信号が入力される信号入力手段と、前記ＰＮＰ型の光電センサからの出力信号を取り込むためのＰＮＰ型入力手段と、前記ＮＰＮ型の光電センサからの出力信号を取り込むためのＮＰＮ型入力手段と、前記ＰＮＰ型入力手段及び前記ＮＰＮ型入力手段を選択的に前記信号入力手段に接続させる選択手段とを備える光電センサシステムであって、前記光電センサは、前記センサコントローラからの制御信号を受けてその出力装置を強制的にオン動作またはオフ動作させる出力制御手段を備え、前記センサコントローラは、接続された接続光電センサに対し、前記制御信号を与える制御信号出力手段と、前記接続光電センサの出力信号レベルを検出するレベル検出手段と、前記制御信号出力手段から前記制御信号を与えたときの前記接続光電センサのオンオフ状態と、そのときに前記レベル検出手段で検出される出力信号レベルとに基づいて、当該接続光電センサがＰＮＰ型かＮＰＮ型かの判定動作を行う判定手段とを備え、前記選択手段は、前記判定手段で前記接続光電センサがＰＮＰ型と判定されたときは前記信号入力手段にＰＮＰ型入力手段を接続させ、前記判定手段で前記接続光電センサがＮＰＮ型と判定されたときは前記信号入力手段にＮＰＮ型入力手段を接続させるよう動作することを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項９に記載のセンサシステムにおいて、前記光電センサは、前記受光手段が前記投光手段から出射され前記検出領域を透過した光を受光するよう構成された透過型の光電センサであり、前記出力制御手段は、前記制御信号を受けて前記投光手段の投光動作を強制的に停止させることで、前記出力装置をオン動作又はオフ動作させる構成になっていることを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項９又は請求項１０に記載の光電センサシステムにおいて、前記センサコントローラは、外部から信号を入力する外部入力手段を備え、前記外部入力手段に信号が入力されたことを条件に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続光電センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする。

請求項１２の発明は、請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の光電センサシステムにおいて、前記センサコントローラの電源投入時に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続光電センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする。
なお、上記発明に登場するレベル検出手段について、前記信号入力手段の電位レベルに基づいて前記出力信号レベルを検出する構成とすることが望ましい。
このような構成であれば、信号入力手段を利用して出力信号レベルを検出できるため回路構成を簡略化することができる。

＜請求項１，５，９の発明＞
接続された出力装置を強制的にオン動作及びオフ動作のいずれか一方に動作させたとき、その接続出力装置がＰＮＰ型である場合とＮＰＮ型である場合とでは出力信号レベルが異なる。本発明はこのことに着目したものである。
即ち、本構成によれば、接続出力装置に制御信号を与えて強制的にオン動作及びオフ動作のいずれか一方の動作をさせて、このときのオンオフ状態と、出力信号レベルとに基づき当該接続出力装置がＰＮＰ型かＮＰＮ型かを判定する構成になっている。そして、判定手段で接続出力装置がＰＮＰ型と判定されたときは信号入力手段にＰＮＰ型入力手段を接続させ、ＮＰＮ型と判定されたときは信号入力手段にＮＰＮ型入力手段を接続させるよう動作する。
このような構成であれば、出力装置を接続するだけで、それがＰＮＰ型かＮＰＮ型かを識別しそれに応じてＰＮＰ入力とＮＰＮ入力とに入力形態を自動で切り換えるよう動作する。従って、ユーザ側及び製造者側で、ＰＮＰ対応の信号入力装置とＮＰＮ対応の信号入力装置との２タイプを用意する必要がなくなり、例えば管理コストの低減などを図ることができる。

＜請求項２，７，１１の発明＞
本構成によれば、外部入力信号を与えることでＰＮＰ型かＮＰＮ型かの判定動作が行われる構成であるから、例えば接続した検出センサ（出力装置）を交換した場合など適宜必要な場合に上記判定動作を行って適切な入力形態に変えることができる。

＜請求項３，８，１２の発明＞
本構成によれば、電源投入時にＰＮＰ型かＮＰＮ型かの判定動作が行われる構成であるから、間違った入力形態で出力信号が入力動作がされることを確実に防止できる。

＜請求項４の発明＞
本構成のようにセンサシステムのセンサコントローラの信号入力装置に、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の構成を適用することにより上記各効果を得ることができる。

＜請求項６，１０の発明＞
請求項６によれば、制御信号を受けて検出センサを強制的に物体検出状態又は非検出状態（光電センサでは「入光状態又は遮光状態」）とすることで、出力装置をオン動作又はオフ動作させる構成になっている。更に、請求項１０のように、投光停止入力機能を予め備えた光電センサに適用することにより、強制的に物体検出状態又は非検出状態にさせるための構成を別途設ける必要がなくなる。

＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１を図１，図２に基づいて説明する。
本実施形態の光電センサシステムは、ＰＮＰ型（ＰＮＰ出力タイプ）の多光軸光電スイッチ又はＮＰＮ型（ＮＰＮ出力タイプ）の多光軸光電スイッチと、それらと選択的に接続可能とされたセンサコントローラ５０（リレーユニット）とを備えたものである。センサコントローラ５０は、ＰＮＰ型の多光軸光電スイッチが接続されているときはここからのＰＮＰ出力信号を、ＮＰＮ型の多光軸光電スイッチが接続されているときはここからのＮＰＮ出力信号を、取り込むものである。
なお、以下において、ＰＮＰ型の多光軸光電スイッチ及びＮＰＮ型の多光軸光電スイッチについて、両者を総称する場合には「多光軸光電スイッチ１」と呼び、区別する場合には、前者を「ＰＮＰ出力光電スイッチ２」、後者を「ＮＰＮ出力光電スイッチ３」）とそれぞれ呼ぶ。

１．多光軸光電スイッチの構成
（１）多光軸光電スイッチの全体構成
本発明の出力装置としてのＰＮＰ出力光電スイッチ２及びＮＰＮ出力光電スイッチ３は、主として信号出力回路３０の回路構成が異なるのみで他の構成は共通する。従って、まず共通構成について図１を参照しつつ説明する。

（ａ）全体構成
この多光軸光電スイッチ１は、互いに対向配置される投光器１０と受光器２０とからなる。これら投受光器１０，２０は、共に、例えば上下に延びた角柱状をなし、投光器１０のうち受光器２０との対向面には、複数の投光素子１１が上下方向に沿って一列に配され、受光器２０のうち投光器１０との対向面には、前記各投光素子１１と対をなす複数の受光素子２１が、やはり上下方向に沿って一列に配されている。

また、これら投受光素子１１，２１は、共に例えば１６個ずつ備えられており、上下方向で同じ順位に配置された投受光端子１１，２１同士が、互いに正規の相手方になっている。そして、各受光素子２１が光を受光して出力する受光信号は、正規の相手方投光素子１１からの光を受光したときにのみ、受光回路２２に受信される。なお、受光器２０の上面には、動作表示部２６が設けられている。この動作表示部２６は、例えば、表示灯としてのＬＥＤからなる。

（ｂ）電気的構成
図１には、本実施形態の多光軸光電スイッチ１に係る電気的構成が示されている。同図に示すように、投光器１０には、前記投光素子１１が連なる投光回路１４が設けられており、この投光回路１４は、所定のクロックパルス信号に基づいて作動し、投光器１０の上端側の投光素子１１から下端側の投光素子１１へと順次に駆動信号を与え、この動作を高周期で繰り返す。これにより、投光器１０の上端側の投光素子１１から順次に光信号が出射される。

一方、受光器２０には、前記受光素子２１が連なる受光回路２２が設けられている。受光回路２２には、複数のスイッチ素子２５が備えられ、これらスイッチ素子２５の一方のリード部に、各受光素子２１の出力端子を電気的に接続すると共に、他方にリード部を、受光制御回路２４の信号入力端子に共通接続してある。

また、各スイッチ素子２５に備えた制御用端子２５Ａは、シフトレジスタ２３を介して受光制御回路２４の出力端子に電気的に接続されている。そして、各スイッチ素子２５は、常には、オフ状態になっており、受光制御回路２４からシフトレジスタ２３を介して各スイッチ素子２５に駆動信号が順次に与えられ、これによりオンしたスイッチ素子２５に連なる受光素子２１の受光信号だけが、受光制御回路２４に取り込まれるようになっている。

さらに、受光制御回路２４は、投受光器１０，２０を繋ぐ線Ｌ１を介して、投光回路１４から前記クロックパルス信号を取り込んでおり、このクロックパルス信号（即ち、各投光素子１１の投光タイミング）に同期して、所定のスイッチ素子２５をオンさせる。具体的には、上下一列に配された投光素子１１のうち所定順位の投光素子１１が光信号を投光した瞬間に、その投光素子１１と同順位に配された受光素子２１に連なるスイッチ素子２５のみをオンする。これにより、各受光素子２１が、正規の相手方投光素子１１からの光を受光したときにのみ、その受光素子２１が出力した受光信号が受光制御回路２４に取り込まれる。

受光制御回路２４は、各スイッチ素子２５を順次にオンオフ制御するタイミングに同期して、取り込んだ受信信号と所定の基準電圧との大小関係をチェックする。そして、順次に受光制御回路２４に取り込まれた受光信号の全てが、基準電圧ＶC1を上回った場合に、前記動作表示部２６を消灯し、いずれか１つの受光信号でも基準電圧ＶC1を下回った場合には、動作表示部２６を点灯させるとともに、例えば被検出物を検出したか否かによって反転する動作信号を次述する信号出力回路３０に出力する。

（２）信号出力回路の構成
先に述べたように、ＰＮＰ出力光電スイッチ２とＮＰＮ出力光電スイッチ３とでは、信号出力回路３０の回路構成が異なる。図２紙面左側には、ＰＮＰ出力光電スイッチ２とＮＰＮ出力光電スイッチ３のそれぞれの信号出力回路３１，４１の回路構成が示されている。

（ａ）ＰＮＰ出力光電スイッチの信号出力回路
この信号出力回路３１は、主としてＣＰＵ３２とＰＮＰ型トランジスタ３３とを備えて構成されている。ＣＰＵ３２は、受光制御回路２４からの上記動作信号を受けると、ＰＮＰ型トランジスタ３３のベースに制御信号を与えてオン動作させる。つまり、受光素子２１での受光量レベルが基準電圧ＶC1を下回ったとき（例えば検出領域に被検出物が存在し遮光状態になったとき）にＰＮＰ型トランジスタ３３がオン動作する、いわゆる「ダークオン」タイプになっている。

また、この信号出力回路３１の出力側にはシールド電線３８が連なっている。このシールド電線３８は、信号出力回路３１と後述するセンサコントローラ５０側とを接続するためのものであり、１対の電源入力線３４，３５と信号出力線３６と制御入力線３７と、それらを包囲するシールド部材（（例えば編組シールド。図示せず）とを備えて構成されている。

このうち、１対の電源入力線３４，３５は、センサコントローラ５０側のＶcc端子５２及びグランド端子５３（「１対の電源供給端子」）に電気的に接続され、信号出力線３６は、センサコントローラ５０側の信号入力端子５４に電気的に接続される。上記ＰＮＰ型トランジスタ３３は、コレクタ側が、センサコントローラ５０側のＶcc端子５２に電気的に接続される高電位側入力線３４に電気的に接続されるとともに、エミッタが信号出力線３６に電気的に接続されている。制御入力線３７は、センサコントローラ５０側の後述する投光停止信号Ｓ１の制御出力端子５５に電気的に接続され、ここに受けた投光停止信号Ｓ１がＣＰＵ３２に与えられる。

（ｂ）ＮＰＮ出力光電スイッチの信号出力回路
この信号出力回路４１は、主としてＣＰＵ４２とＮＰＮ型トランジスタ４３とを備えて構成されている。ＣＰＵ４２は、受光制御回路２４からの上記動作信号を受けると、ＮＰＮ型トランジスタ４３のベースに制御信号を与えてオン動作させる。つまり、受光素子２１での受光量レベルが基準電圧ＶC1を下回ったとき（例えば検出領域に被検出物が存在し遮光状態になったとき）にＮＰＮ型トランジスタ４３がオン動作する、いわゆる「ダークオン」タイプになっている。

また、この信号出力回路４１の出力側にはシールド電線４８が連なっている。このシールド電線４８は、信号出力回路４１とセンサコントローラ５０とを接続するためのものであり、１対の電源入力線４４，４５と信号出力線４６と制御入力線４７と、それらを包囲するシールド部材（（例えば編組シールド。図示せず）とを備えて構成されている。

このうち、１対の電源入力線４４，４５は、センサコントローラ５０側のＶcc端子５２及びグランド端子５３に電気的に接続され、信号出力線４６は、センサコントローラ５０側の信号入力端子５４に電気的に接続される。上記ＮＰＮ型トランジスタ４３は、コレクタ側が上記信号出力線４６に電気的に接続されるとともに、エミッタ側がセンサコントローラ５０側のグランド端子５３に電気的に接続される低電位側入力線４５に電気的に接続されている。制御入力線４７は、センサコントローラ５０側の投光停止信号Ｓ１の制御出力端子５５に電気的に接続され、ここに受けた投光停止信号Ｓ１がＣＰＵ４２に与えられる。

２．リレーユニットの構成
ここで、上記したＰＮＰ型の信号出力回路３１は、いずれかの受光素子２１での受光量レベルが基準電圧ＶC1を下回ったときにＰＮＰ型トランジスタ３３がオン動作し、このとき信号出力線３６の電位レベルは高電位側にプルアップする。一方、ＮＰＮ型の信号出力回路４１は、いずれかの受光素子２１での受光量レベルが基準電圧ＶC1を下回ったときにＮＰＮ型トランジスタ４３がオン動作し、このとき信号出力線４６の電位レベルは低電位側にプルダウンする。従って、ＰＮＰ型の信号出力回路３１とＮＰＮ型の信号出力回路４１とではそれぞれを構成するトランジスタ３３，４３がオン動作したときの信号出力線３６の電位レベルが異なる。本実施形態はこのことに着目して創作されたものである。

センサコントローラ５０は、上記多光軸光電スイッチ１からの出力信号を取り込む信号入力回路５１（本発明の「信号入力装置」に相当）と、外部機器が接続される接続端子対６４，６５と、上記信号入力回路に取り込まれる出力信号に基づき各接続端子対の間を電気的に接続するリレー回路６６，６７とを備えて構成されている。

具体的には、図２紙面右側に示すように、センサコントローラ５０の信号入力回路５１は、Ｖcc端子５２及びグランド端子５３（「１対の電源供給端子」）と、信号入力端子５４と、制御出力端子５５とを備えている。Ｖcc端子５２及びグランド端子５３は、各信号出力回路３１，４１に連なるシールド電線３８，４８の高電位側入力線３４，４４及び低電位側入力線３５，４５にそれぞれ電気的に接続されて多光軸光電スイッチ１に対して電力供給を行うための端子である。信号入力端子５４は、シールド電線３８，４８の信号出力線３６，４６に電気的に接続される端子であり、制御出力端子５５は、シールド電線３８，４８の制御入力線３７，４７に電気的に接続される端子である。

信号入力端子５４は、Ｖcc端子５２及びグランド端子５３間に直列接続された１対の抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に電気的に接続され、この接続点の電位レベルＶ１がスイッチ素子５６（例えばトランジスタ、ＦＥＴ、機械リレー回路）及びＡ／Ｄ変換回路（図示せず）を介してＣＰＵ５７に接続されている。スイッチ素子５６は、後述するようにＣＰＵ５７の切換信号Ｓ２を受けて接点を切り換えるよう動作するものであって、接点Ａに接続された状態で抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点の電位レベルＶ１がＣＰＵ５７で読み取り可能となる。

次いで、接点Ｂとグランドラインとの間には、ＣＰＵ５７からの切換信号Ｓ３を受けて閉動作する１対のスイッチ素子５８ａ，５８ｂ（例えばトランジスタ、ＦＥＴ、機械的リレー回路）と、機械的リレー回路を構成するリレーコイル５９とが直列接続されている。つまり、スイッチ素子５６が接点Ｂに接続され、かつ、ＣＰＵ５７から切換信号Ｓ３が出力された状態で、信号入力端子５４はグランドラインに電気的に接続されることになる。

また、接点Ｂと電源Ｖccとの間には、ＣＰＵ５７からの切換信号Ｓ４を受けて閉動作する１対のスイッチ素子６０ａ，６０ｂ（例えばトランジスタ、ＦＥＴ、機械的リレー回路）と、上記リレーコイル５９とが直列接続されている。つまり、スイッチ素子５６が接点Ｂに接続され、かつ、ＣＰＵ５７から切換信号Ｓ４が出力された状態で、信号入力端子５４は電源Ｖccに電気的に接続されることになる。

更に、センサコントローラ５０には、２組の接続端子対６４，６５が設けられ、それぞれの接続端子対６４，６５同士は、上記リレーコイル５９に生じる磁気力によってオンオフ動作（開閉動作）するリレー接点６６，６７を介して接続されている。また、ＣＰＵ５７から上記投光停止信号Ｓ１を出力させるための外部入力信号Ｓ５が例えばコンソール等の操作部（図示せず）から入力される外部入力回路６８が設けられている。

３．本実施形態の動作
（１）リレーユニットにＰＮＰ出力光電スイッチを接続した場合
本実施形態では、ＣＰＵ５７は、センサコントローラ５０に電源投入されたとき、または、外部入力回路６８から上記外部入力信号Ｓ５を受けたときに上記投光停止信号Ｓ１を出力するとともに、スイッチ素子５６に切換信号Ｓ２を与えて接点Ａに接続させる。ＰＮＰ出力光電スイッチ２側のＣＰＵ３２は、この投光停止信号Ｓ１を受けると所定時間だけ投光動作を強制的に停止させる。これにより被検出物の有無にかかわらず受光素子２１での受光量レベルがダウンし、ＰＮＰ型トランジスタ３３がオン動作する。

このとき、ＣＰＵ５７では、電圧信号レベルＶ１は高電位（＋Ｖcc）側にプルアップし、このレベルがＣＰＵ５７に取り込まれることになる。そして、ＣＰＵ５７は、このときの電圧信号レベルＶ１が例えば所定の閾値を超えていることを確認する。その後、ＣＰＵ５７は、投光停止信号Ｓ１の出力を停止させ通常の投受光動作を復帰させる一方で、スイッチ素子５６を接点Ｂに接続し、更に、切換信号Ｓ３を出力してスイッチ素子５８ａ，５８ｂを閉動作させる。なお、スイッチ素子６０ａ，６０ｂは開状態にある。これによりセンサコントローラ５０は、ＰＮＰ出力光電スイッチ２からのＰＮＰ出力信号を取り込み可能な入力形態となる。

また、このとき、リレーコイル５９には、ＰＮＰ出力光電スイッチ２側の信号出力回路３１のＰＮＰ型トランジスタ３３のオン動作時とオフ動作時とによって異なる値の電圧が印加される。本実施形態では、例えば被検出物を検出されていないときの動作信号によりＰＮＰ型トランジスタ３３のオフ動作した時に、リレーコイル５９に生じる磁気力によってリレー接点６６，６７がオン動作（閉動作）する構成になっている。従って、センサコントローラ５０は、その各接続端子対６４，６５を、制御対象となる外部機器としての工作機械などの電源供給ラインに介在させて、被検出物が検出されていないときにはリレー接点６６，６７をオン動作させて工作機械を駆動させる一方で、被検出物が検出されたときにはリレー接点６６，６７をオフ動作させて工作機械を停止させるなど、リレー回路として機能する。

（２）リレーユニットにＮＰＮ出力光電スイッチを連結した場合
ＣＰＵ５７は、センサコントローラ５０に電源投入されたとき、または、外部入力回路６８から上記外部入力信号Ｓ５を受けたときに上記投光停止信号Ｓ１を出力するとともに、スイッチ素子５６に切換信号Ｓ２を与えて接点Ａに接続させる。ＮＰＮ出力光電スイッチ３側のＣＰＵ４２は、この投光停止信号Ｓ１を受けると所定時間だけ投光動作を強制的に停止させる。これにより被検出物の有無にかかわらず受光素子２１での受光量レベルがダウンし、ＮＰＮ型トランジスタ４３がオン動作する。

このとき、ＣＰＵ５７では、電圧信号レベルＶ１は低電位（グランドレベル）側にプルダウンし、このレベルがＣＰＵ５７に取り込まれることになる。そして、ＣＰＵ５７は、このときの電圧信号レベルＶ１が例えば所定の閾値を下回っていることを確認する。その後、ＣＰＵ５７は、投光停止信号Ｓ１の出力を停止させ通常の投受光動作を復帰させる一方で、スイッチ素子５６を接点Ｂに接続し、更に、切換信号Ｓ４を出力してスイッチ素子６０ａ，６０ｂを閉動作させる。なお、スイッチ素子５８ａ，５８ｂは開状態にある。これによりセンサコントローラ５０は、ＮＰＮ出力光電スイッチ３からのＮＰＮ出力信号を取り込み可能な入力形態となる。

また、このとき、ＰＮＰ出力光電スイッチ２を接続したときと同様に、リレーコイル５９には、ＮＰＮ出力光電スイッチ３側の信号出力回路４１のＮＰＮ型トランジスタ４３のオン動作時とオフ動作時とによって異なる値の電圧が印加される。本実施形態では、例えば被検出物を検出されていないときの動作信号によりＮＰＮ型トランジスタ４３のオフ動作した時に、リレーコイル５９に生じる磁気力によってリレー接点６６，６７がオン動作（閉動作）する構成になっている。

４．本実施形態の効果
（１）以上のように、本実施形態によれば、多光軸光電スイッチ１を接続し、その信号出力回路３０のトランジスタ３３，４３に強制的にオン動作をさせ、そのときの出力信号レベルＶ１に基づきその多光軸光電スイッチ１がＰＮＰ出力光電スイッチ２なのかＮＰＮ出力光電スイッチ３なのかを識別しそれに応じた入力形態（ＰＮＰ入力、ＮＰＮ入力）に自動で切り替わるようになっている。従って、本実施形態のセンサコントローラ５０を１台用意するだけで、ＰＮＰ出力光電スイッチ２及びＮＰＮ出力光電スイッチ３のいずれにも対応することができる。
なお、例えばリレーユニットにその入力形態（ＰＮＰ入力、ＮＰＮ入力）を切り換えるための切り換えスイッチを設けて、作業者の切り換え操作によって１台のリレーユニットでＰＮＰ出力光電スイッチ２及びＮＰＮ出力光電スイッチ３のいずれにも対応できる構成が考えられる。しかし、この構成では、結局、作業者の判断に委ねられることになり、作業者による操作ミスによって正常に信号入力ができない場合があり得る。これに対して、本実施形態の構成であれば、センサコントローラ５０側で自動で判断して入力形態を切り換えるから作業者による操作ミスなどを防止できる。

（２）また、外部入力信号Ｓ５を与えることでＰＮＰ型かＮＰＮ型かの判定動作が行われる構成であるから、例えば接続した光電センサを交換した場合など適宜必要な場合に上記判定動作を行って適切な入力形態に変えることができる。
（３）更に、電源投入時にＰＮＰ型かＮＰＮ型かの判定動作が行われる構成であるから、間違った入力形態で出力信号が入力動作がされることを確実に防止できる。

（４）光電センサに接続されるリレーユニット（信号入力装置）では、正常に投受光動作が行われるかどうかを事前に確認するためにそれに接続した光電センサの投光動作を強制的に停止させる投光停止信号を出力する機能を備えたものが既にある。本実施形態では、この既存の機能を利用して光電センサ２，３のトランジスタ３３，４３を強制的にオン動作させる構成であり、極めて望ましい形態である。

＜実施形態２＞
図３は実施形態２を示す。上記実施形態１では、いわゆる透過型の多光軸光電センサ１を備えたものであったが、本実施形態は、図３に示すように、検出領域に向けて光を出射する投光手段７３，７４と、その検出領域に位置する被検出物Ｗで反射した反射光を受光する受光手段７５，７６とを備えた、いわゆる反射型の光電センサ７０（７１，７２）に対するセンサコントローラ８０である。また、スイッチ素子５８ａ，５８ｂ，６０ａ，６０ｂを開閉させるための構成が異なる。その他の点は前記実施形態１と同様である。従って、実施形態１と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。

図３に示すように、ＰＮＰ型の光電センサ７１は、上記したＣＰＵ３２及びＰＮＰ型トランジスタ３３を備えるとともに、投光手段７３と検出領域からの反射光を受光する受光手段７５とを備えている。ＣＰＵ３２は、受光手段７５での受光量が所定の閾値を上回ったときにＰＮＰ型トランジスタ３３のベースに制御信号を与えてオン動作させる。つまり、例えば検出領域に被検出物が存在したときにＰＮＰ型トランジスタ３３がオン動作する、いわゆる「ライトオン」タイプになっている。

また、受光手段７５に近接配置されその受光手段７５に光を入射させる擬似投光手段７７が設けられている。これは、上記外部入力信号Ｓ５が入力されたり、センサコントローラ８０に電源が投入されたときにセンサコントローラ８０側のＣＰＵ５７から出力される制御信号Ｓ６をＣＰＵ３２が受けることでこのＣＰＵ３２によって発光動作を行うものである。これにより、被検出物Ｗの有無にかかわらず強制的にライトオン状態にすることができる。

一方、ＮＰＮ型の光電センサ７２は、上記したＣＰＵ４２及びＮＰＮ型トランジスタ４３を備えるとともに、投光手段７４と検出領域からの反射光を受光する受光手段７６とを備えている。ＣＰＵ４２は、受光手段７６での受光量が所定の閾値を上回ったときにＰＮＰ型トランジスタ４３のベースに制御信号を与えてオン動作させる。つまり、例えば検出領域に被検出物が存在したときにＮＰＮ型トランジスタ４３がオン動作する、いわゆる「ライトオン」タイプになっている。

また、受光手段７６に近接配置されその受光手段７６に光を入射させる擬似投光手段７８が設けられている。これは、上記外部入力信号Ｓ５が入力されたり、センサコントローラ８０に電源が投入されたときにセンサコントローラ８０側のＣＰＵ５７から出力される制御信号Ｓ６をＣＰＵ４２が受けることでこのＣＰＵ４２によって発光動作を行うものである。これにより、被検出物Ｗの有無にかかわらず強制的にライトオン状態にすることができる。

更に、本実施形態では、Ｖcc端子５２及びグランド端子５３の間には、上記スイッチ素子５８ａ，５８ｂの代わりに配されたリレー接点８２ａ，８２ｂと機械的リレー回路を構成するリレーコイル８３が接続されている。また、信号入力端子５４とＶcc端子５２との間には、上記スイッチ素子６０ａ，６０ｂの代わりに配されたリレー接点８４ａ，８４ｂと機械的リレー回路を構成するリレーコイル８５が接続されている。このような構成であっても出力信号レベルＶ１に基づいてセンサコントローラ８０の入力形態（ＰＮＰ入力、ＮＰＮ入力）を自動で切り換えることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次の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。
（１）上記各実施形態では、出力装置を構成する各トランジスタ３３，４３を強制的にオン動作させたときの出力信号レベルに基づいて接続された光電センサがＰＮＰ型かＮＰＮ型かを判断する構成としたが、これに限らず、強制的にオフしたときの出力信号レベルに基づいて判断する構成であっても勿論よい。

（２）上記各実施形態は光電センサに適用した例としたが、これに限らず、被検出物の状態に応じて変化する物理量（磁気、光、圧力、超音波など）に基づきオンオフ動作するセンサであればよく、例えば近接センサなどに対しても適用できる。

本発明の実施形態１の多光軸光電スイッチの回路構成図 多光軸光電スイッチの信号出力回路及びセンサコントローラの回路構成図 実施形態２の光電スイッチの信号出力回路及びセンサコントローラの回路構成図

符号の説明

１（２，３）…多光軸光電スイッチ（検出センサ、光電センサ）
３０（３１，４１）…信号出力回路
３３，４３…トランジスタ
５０，８０…センサコントローラ
５１，８１…信号入力回路（信号入力装置）
６８…外部入力回路
７０（７１，７２）…光電センサ
５４…信号入力端子（信号入力手段）
５７…ＣＰＵ（制御信号出力手段、レベル検出手段、判定手段）
Ｓ１…投光停止信号（制御信号）
Ｓ５…外部入力信号
Ｓ６…制御信号
Ｖ１…出力信号レベル

Claims (12)

1. オンオフ動作により高電位レベル及び低電位レベル間で出力信号レベルを反転させる、ＰＮＰ型の出力装置とＮＰＮ型の出力装置とが選択的に接続可能とされ、
   前記出力装置からの前記出力信号が入力される信号入力手段と、
   前記ＰＮＰ型の出力装置からの出力信号を取り込むためのＰＮＰ型入力手段と、
   前記ＮＰＮ型の出力装置からの出力信号を取り込むためのＮＰＮ型入力手段と、
   前記ＰＮＰ型入力手段及び前記ＮＰＮ型入力手段を選択的に前記信号入力手段に接続させる選択手段とを備える信号入力装置であって、
   接続された接続出力装置に対し、その接続出力装置に強制的にオン動作またはオフ動作をさせるための制御信号を与える制御信号出力手段と、
   前記接続出力装置の出力信号レベルを検出するレベル検出手段と、
   前記制御信号出力手段から前記制御信号を与えたときの前記接続出力装置のオンオフ状態と、そのときに前記レベル検出手段で検出される出力信号レベルとに基づいて、当該接続出力装置がＰＮＰ型かＮＰＮ型かの判定動作を行う判定手段とを備え、
   前記選択手段は、前記判定手段で前記接続出力装置がＰＮＰ型と判定されたときは前記信号入力手段にＰＮＰ型入力手段を接続させ、前記判定手段で前記接続出力装置がＮＰＮ型と判定されたときは前記信号入力手段にＮＰＮ型入力手段を接続させるよう動作することを特徴とする信号入力装置。
2. 外部から信号を入力する外部入力手段を備え、
   前記外部入力手段に信号が入力されたことを条件に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続出力装置に与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする請求項１に記載の信号入力装置。
3. 電源投入時に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続出力装置に与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号入力装置。
4. 前記ＰＮＰ型の出力装置と前記ＮＰＮ型の出力装置とをそれぞれ有する検出センサとともにセンサシステムを構成し、これらのＰＮＰ型の検出センサ及びＮＰＮ型の検出センサが選択的に接続可能とされたセンサコントローラであって、
   前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の信号入力装置を備えたことを特徴とするセンサコントローラ。
5. オンオフ動作により高電位レベル及び低電位レベル間で出力信号レベルを反転させる、ＰＮＰ型の出力装置又はＮＰＮ型の出力装置のいずれかを有する検出センサと、ＰＮＰ型の検出センサ及びＮＰＮ型の検出センサが選択的に接続可能とされたセンサコントローラとを備え、
   前記センサコントローラは、前記検出センサからの前記出力信号が入力される信号入力手段と、
   前記ＰＮＰ型の検出センサからの出力信号を取り込むためのＰＮＰ型入力手段と、
   前記ＮＰＮ型の検出センサからの出力信号を取り込むためのＮＰＮ型入力手段と、
   前記ＰＮＰ型入力手段及び前記ＮＰＮ型入力手段を選択的に前記信号入力手段に接続させる選択手段とを備える検出センサシステムであって、
   前記検出センサは、前記センサコントローラからの制御信号を受けてその出力装置を強制的にオン動作またはオフ動作させる出力制御手段を備え、
   前記センサコントローラは、
   接続された接続検出センサに対し、前記制御信号を与える制御信号出力手段と、
   前記接続検出センサの出力信号レベルを検出するレベル検出手段と、
   前記制御信号出力手段から前記制御信号を与えたときの前記接続検出センサのオンオフ状態と、そのときに前記レベル検出手段で検出される出力信号レベルとに基づいて、当該接続検出センサがＰＮＰ型かＮＰＮ型かの判定動作を行う判定手段とを備え、
   前記選択手段は、前記判定手段で前記接続検出センサがＰＮＰ型と判定されたときは前記信号入力手段にＰＮＰ型入力手段を接続させ、前記判定手段で前記接続検出センサがＮＰＮ型と判定されたときは前記信号入力手段にＮＰＮ型入力手段を接続させるよう動作することを特徴とする検出センサシステム。
6. 前記出力制御手段は、前記制御信号を受けて前記検出センサを強制的に物体検出状態又は非検出状態とすることで、前記出力装置をオン動作又はオフ動作させる構成になっていることを特徴とする請求項５に記載の検出センサシステム。
7. 前記センサコントローラは、外部から信号を入力する外部入力手段を備え、
   前記外部入力手段に信号が入力されたことを条件に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続検出センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の検出センサシステム。
8. 前記センサコントローラの電源投入時に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続検出センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載の検出センサシステム。
9. 所定の検出領域に光を出射する投光手段と、前記検出領域からの透過光又は反射光を受光する受光手段と、その受光手段での受光量レベルに基づき検出動作をする検出手段と、この検出手段の検出動作に応じて高電位レベル及び低電位レベル間で出力信号レベルを反転させるオンオフ動作を行う、ＰＮＰ型の出力装置又はＮＰＮ型の出力装置のいずれかを有する光電センサと、
   ＰＮＰ型の光電センサ及びＮＰＮ型の光電センサが選択的に接続可能とされたセンサコントローラとを備え、
   前記センサコントローラは、前記光電センサからの前記出力信号が入力される信号入力手段と、
   前記ＰＮＰ型の光電センサからの出力信号を取り込むためのＰＮＰ型入力手段と、
   前記ＮＰＮ型の光電センサからの出力信号を取り込むためのＮＰＮ型入力手段と、
   前記ＰＮＰ型入力手段及び前記ＮＰＮ型入力手段を選択的に前記信号入力手段に接続させる選択手段とを備える光電センサシステムであって、
   前記光電センサは、前記センサコントローラからの制御信号を受けてその出力装置を強制的にオン動作またはオフ動作させる出力制御手段を備え、
   前記センサコントローラは、
   接続された接続光電センサに対し、前記制御信号を与える制御信号出力手段と、
   前記接続光電センサの出力信号レベルを検出するレベル検出手段と、
   前記制御信号出力手段から前記制御信号を与えたときの前記接続光電センサのオンオフ状態と、そのときに前記レベル検出手段で検出される出力信号レベルとに基づいて、当該接続光電センサがＰＮＰ型かＮＰＮ型かの判定動作を行う判定手段とを備え、
   前記選択手段は、前記判定手段で前記接続光電センサがＰＮＰ型と判定されたときは前記信号入力手段にＰＮＰ型入力手段を接続させ、前記判定手段で前記接続光電センサがＮＰＮ型と判定されたときは前記信号入力手段にＮＰＮ型入力手段を接続させるよう動作することを特徴とする光電センサシステム。
10. 前記光電センサは、前記受光手段が前記投光手段から出射され前記検出領域を透過した光を受光するよう構成された透過型の光電センサであり、
    前記出力制御手段は、前記制御信号を受けて前記投光手段の投光動作を強制的に停止させることで、前記出力装置をオン動作又はオフ動作させる構成になっていることを特徴とする請求項９に記載のセンサシステム。
11. 前記センサコントローラは、外部から信号を入力する外部入力手段を備え、
    前記外部入力手段に信号が入力されたことを条件に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続光電センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の光電センサシステム。
12. 前記センサコントローラの電源投入時に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続光電センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の光電センサシステム。

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